Ввод и вывод одного символа

В данном разделе мы рассмотрим функции, применяемые при вводе и выводе. кроме того мы коснемся других аспектов этого понятия. Под функциями ввода-вывода подразумеваются функции, которые выполняют транспортировку данных в программу и из нее. Мы уже использовали две такие функции: printf() и scanf(). Теперь рассмотрим несколько других возможностей, предоставляемых языком Си.

Функции ввода-вывода не входят в определение языка Си. Их разработка возложена на программистов, реализующих компилятор с языка Си. С другой стороны, выгода использования стандартного набора функций ввода-вывода на всех системах очевидна. Это дает возможность писать переносимые программы, которые легко можно применять на разных машинах. В языке Си имеется много функций ввода-вывода такого типа, например printf() и scanf(). Ниже мы рассмотрим функции getchar() и putchar().

Эти две функции осуществляют ввод и вывод одного символа при каждом обращении к ним. Этот способ ввода данных лучше соответствует возможностям машины. Более того, такой подход служит основой построения большинства программ обработки текстов, являющихся последовательностями обычных слов. Мы увидим, как можно применять эти функции в программах, занимающихся подсчетом символов, чтением и копированием файлов. Узнаем про буферы, эхо-печать и переключение ввода-вывода.

Функция getchar() получает один символ, поступающий с пульта терминала, и передает его выполняющейся в данный момент программе. Функция putchar() получает один символ, поступающий из программы, и пересылает его для вывода на экран. Рассмотрим пример программы, которая принимает один символ с клавиатуры, и выводит его на экран:

/*ввод-вывод*/#include <stdio.h>int main(){ char ch; ch=getchar(); /***1***/ putchar(ch); /***2***/}

Для большинства систем спецификации функции getchar и putchar содержатся в файле stdio.h, поэтому мы указали данный файл в программе. Функция getchar() аргументов не имеет, т.е. при ее вызове в круглые скобки не помещается никакая величина. Она просто получает очередной поступающий символ, и сама возвращает его значение выполняемой программе. Оператор, приведенный в строке 1, присваивает значение функции getchar() переменной ch. Функция putchar() имеет один аргумент. При ее вызове необходимо в скобках указать символ, который требуется вывести на печать. Аргументом может быть одиночный символ (включая знаки, представляемые управляющими последовательностями), переменная или функция, значением которой является одиночный символ. Правильным обращением к функции putchar() является указание любого из этих аргументов при ее вызове:

putchar('D');putchar('\n');putchar('\007');putchar(ch); /* переменная типа char */putchar(getchar());

Модифицируем нашу программу:

#include <stdio.h>int main(){ putchar(getchar());}

Такая запись очень компактна и не требует введения вспомогательных переменных. В результате компиляции такая программа оказывается более эффективной.

Буферы

При выполнении данной программы (любой из двух ее версий), вводимый символ в одних вычислительных системах немедленно появится на экране (эхо-печать), в других же вычислительных системах ничего не происходит до тех пор, пока мы не нажмем клавишу Enter. Первый случай относится к небуферизованному (прямому) вводу, означающему, что выводимый символ оказывается немедленно доступным ожидающей программе. Второй случай служит примером буферизованного ввода, когда вводимые символы собираются и помещаются в некоторой области временной памяти, называемую буфером. Нажатие клавиши Enter приводит к тому, что блок символов, или один символ, становится доступным программе. В нашей программе применяется только первый символ, поскольку функция getchar() вызывается в ней один раз.

Зачем нужны буферы? Во-первых, оказывается, что передачу нескольких символов в виде одного блока можно осуществить гораздо быстрее, чем передавать их последовательно по одному. Во-вторых, если при вводе символов допущена ошибка, мы сможем воспользоваться корректирующими средствами терминала, чтобы ее исправить. И когда мы нажмем клавишу Enter, будет произведена передача откорректированной строки. Однако, для некоторых диалоговых программ небуферизованный ввод может оказаться приемлемым. Например, в программах обработки текстов было бы желательно, чтобы каждая команда вводилась, как только мы нажимаем соответствующую клавишу. Поэтому как буферизованный, так и небуферизованный ввод имеет свои достоинства.

Рассмотрим вывод на печать групп символов. Желательно, чтобы в любой момент можно было остановить работу программы. Для этого напишем программу так, чтобы она прекращала работу при получении какого-нибудь специального символа, например "!":

/* ввод-вывод *//* ввод и печать символов до поступления завершающего символа */#include <stdio.h>#define STOP '!' /*дает символу '!' символическое имя */int main(){ char ch; ch=getchar(); /***9***/ while(ch!= STOP) { /***10***/ putchar(ch); /***11***/ ch=getchar(); /***12***/ }}

В данном примере при первом прохождении тела цикла функция putchar() получает значение своего аргумента в результате выполнения оператора, расположенного в строке 9. В дальнейшем, вплоть до завершения работы цикла, значением этого аргумента является символ, передаваемый программе функцией getchar, расположенной в строке 12. Цикл while будет осуществлять чтение и печать символов до тех пор, пока не поступит признак STOP.

!	Программа, приведенная ниже, делает то же самое, но стиль ее написания лучше отвечает духу языка Си: /* ввод-вывод */#include <stdio.h>#define STOP '!'int main(){char ch;while ((ch=getchar())!= STOP) /***8***/putchar(ch);} Одна строка 8 этой программы заменяет строки 9, 10, 12 предыдущей программы.