关于scanf、getchar、getch、getche缓冲区分析——C语言

缓冲区

根据数据刷新的时机可以将缓冲区的类型分为：全缓冲、行缓冲、无缓冲

（注意：Windows下的输出设备没有缓冲区，意思是printf是无缓冲的，但是在Linux下printf就是行缓冲的，至于为什么Windows下printf是无缓冲的，后文会提到）

全缓冲：当缓冲区被填满以后才进行真正的输入输出操作

行缓冲：当在输入或者输出的过程中遇到换行符时，才执行真正的输入输出操作

无缓冲：没有缓冲区，立即进行输入输出

（图片来源：https://www.cnblogs.com/mydomain/p/9817320.html）

（缓冲区其实是一块内存空间，它用在硬件设备和用户程序之间，用来缓存数据，目的是让快速的 CPU 不必等待慢速的输入输出设备，同时减少操作硬件的次数）

为什么Windows下C语言的printf是无缓冲的？

C语言作为一个面向过程的语言，算不上高级语言也不能说是低级语言，C语言完成的工作大多都是偏底层开发工作（再底层一点可能就是汇编了），C语言常常用在嵌入式、单片机之类的小缓冲区的东西上，

嵌入式设备的缓冲区通常远小于PC,如果printf是行缓冲的，可能刚写进去一点东西,就可能被别的玩意儿盖掉了,所以嵌入式做开发带流的函数进行I/O的时候通常一次I/O马上就要fflush()

缓冲区的刷新遵循以下的规则

1、不管是行缓冲还是全缓冲，缓冲区满时会自动刷新

2、行缓冲遇到换行符\n时会刷新

3、关闭文件时会刷新缓冲区

4、程序关闭时一般也会刷新缓冲区，这个是由标准库来保障的

5、使用特定的函数也可以手动刷新缓冲区

C语言标准规定，输入输出缓冲区要具有以下特征：

1、当且仅当输入输出不涉及交互设备时，它们才可以是全缓冲的

2、错误显示设备不能带有缓冲区

所谓交互设备，就是现代计算机上的显示器和键盘。C标准虽然规定它们不能是全缓冲的，但并没有规定它们到底是行缓冲还是无缓冲，这就导致不同的平台有不同的实现

输入设备

Windows、Linux、Mac OS 在实现时都给输入设备带上了行缓冲，所以 scanf()、getchar()、gets() 在每个平台下的表现都一致

Windows 下特有的 getche() 和 getch()函数，都不带缓冲区

输出设备

Windows 平台下，输出设备是不带缓冲区的

Linux 和 Mac OS 平台下，输出设备带有行缓冲区

scanf函数——行缓冲

这个可能是最常用到的输入函数了，scanf() 是从标准输入设备（键盘）读取数据，当遇到 scanf() 函数时，程序会先检查输入缓冲区中是否有数据，是带有行缓冲区的，如果没有，就等待用户输入，

用户从键盘输入的每个字符都会暂时保存到缓冲区，直到按下回车键，产生换行符（'\n'），输入结束

需要注意的是:当输入的数据与存储该数据的变量类型不符合，scanf() 还会尝试忽略一些空白符，例如空格、制表符、换行符等

例如：

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>

int main()
{
    int a = , b = ;

    scanf("%d%d", &a, &b);
    printf("%d %d", a, b);

    return ;
}

如果输入1（空格）2，中间的空格会被自动忽略到，也就是上面所说的会尝试忽略掉一些空白符（像前面这样的数字（空格）数字输入格式，无论中间输入多少的空白符会被忽略）

scanf还有一个比较奇怪的特性：只有当控制字符串以格式控制符开头时，才会忽略换行符、空格、制表符等空白符，为了读者理解这句话的含义，下面上代码

情况一：不会忽略换行符

 #include <stdio.h>
 #include <Windows.h>

 int main()
 {
     int a = , b = ;

     scanf("%d", &a);
     scanf("b=%d", &b);
     printf("%d %d", a, b);

     return ;
 }

当输入1回车时，回车符虽然是属于空白符，但是此时不能被忽略，不能被忽略的换行符（'\n'）和格式控制字符串%d又不匹配，所以只能读取失败了，b的值不变还是20

情况二：会忽略换行符

 #include <stdio.h>
 #include <Windows.h>

 int main()
 {
     int a = , b = ;

     scanf("%d", &a);
     scanf("%d", &b);
     printf("%d %d", a, b);

     return ;
 }

此时控制字符串变成以格式控制字符串（%d）开头，此时输入1回车，第二个scanf("%d", &b)就会把回车符（'\n'）忽略掉，等待用户输入下一个数字（在输入1回车后无论输入多少个空格\制表符\回车都会被忽略掉）

下面来分析下scanf("%s")输入字符串时的特点

scanf使用格式控制字符串%s读入字符串时，遇到回车、空格、制表符结束输入，下面将举多个栗子来分析scanf输入字符串时的特点

例一：

 #include <stdio.h>
 #include <Windows.h>

 int main()
 {
     char ss[][];

     scanf("%s%s", ss[], ss[]);

     printf("%s%s\n", ss[], ss[]);

     return ;
 }

输入为：Hello（空格）World

从结果可以看出，中间的空格被忽略掉了，现在来分析下过程：

前半部分的 Hello（空格） 碰到空格时就结束第一次输入，将Hello存储在ss[0]这个字符串中（注意：此时空格符仍然存在于缓冲区中，并没有被读走）继续读取第二个字符串，

此时scanf会先瞧一瞧缓冲区中有没有东西，发现里面有一个空格符，忽略掉，继续读取World，发现后面有个换行符，结束第二次输入，将World存储在ss[1]这个字符串中，换行符仍然留在缓冲区

（这里的特点和输入单个字符串一致，即在输入第一个非空白符前，输入多少个空格符（空格\制表符\回车）都会被忽略掉）

getchar()——行缓冲

getchar()可以看作scanf("%c");的一个简化版本，它和scanf("%c")的特性相同，这里就不再赘述了

gets()函数——行缓冲

gets(ss)遇到回车结束输入，读取的换行符被转换为NULL值，做为字符数组的最后一个字符，来结束字符串（意思就是将'\n'变成了'\0'），gets()以回车作为字符串的终止符，同时将回车符从输入缓冲区读走，

但不作为字符串的一部分。而scanf()不读走回车符，回车符仍留在输入缓冲区中，除了输入结束标志的不同外，gets和scanf在读取字符串时还有一个很大的区别，gets在读入字符串时不会忽略掉空白符，

意思是如果有语句gets(ss[0])，如果只按一下回车，那么回车就被当作字符串读入ss[0]这个字符串中，而不像scanf那样在读入到第一个非空白符之前忽略掉输入的所有空白符

代码示例：

 #include <stdio.h>
 #include <Windows.h>

 int main()
 {
     char ss[][];

     gets(ss[]);
     gets(ss[]);

     printf("%s%s", ss[], ss[]);

     return ;
 }

getch()函数——不带缓冲区（无缓冲）

函数功能：当有输入时，立即读取（不需要按回车），不显示在屏幕上（不带回显），需要注意的是这个函数并非标准函数，跨平台使用时需要考虑移植性（getch() 位于 conio.h 头文件中，而这个头文件是 Windows 特有的，

Linux 和 Mac OS 下没有包含该头文件。换句话说，getche() 并不是标准函数，默认只能在 Windows 下使用，不能在 Linux 和 Mac OS 下使用）

getche()函数——不带缓冲区（无缓冲）

函数功能：当有输入时，立即读取（不需要按回车），并显示在屏幕上（带回显），和getch（）一样位于conio.h中，是非标准函数，认只能在 Windows 下使用，不能在 Linux 和 Mac OS 下使用

关于清空缓冲区的三种方法

在谈到清空缓冲区的方法时，可能很多读者都会想到fflush(stdin)来清空缓冲区，但是fflush（stdin）存在一个问题，就是C语言标准规定，当 fflush() 用于stdout时，必须要有清空输出缓冲区的作用

但是C语言标准并没有规定 fflush() 用于stdin时的作用，编译器的实现者可以自由决定，所以它的行为是未定义的

（fflush(stdin) 这种不标准的写法只适用于一部分编译器，通用性比较差）

方法一：使用getchar（）来清空缓冲区

特点：getchar() 是带有缓冲区的，并且一切字符通吃，或者说一切字符都会读取，不会忽略

int c;
while((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);

方法二：使用scanf（）来清空缓冲区

scanf("%*[^\n]"); scanf("%*c");

上面的语句分成两部分来看，第一部分：scanf("%*[^\n]")，这个语句作用是读取缓冲区中回车符（'\n'）之前的所有字符，并丢弃，在遇到回车符（'\n'）时便停止读取（注意：此时缓冲区中还有一个回车符），

第二部分：scanf("%*c")，这个语句的作用是读取一个字符，并丢弃，这样就将缓冲区中仅剩的一个回车符也读走了，此时就已经清空了缓冲区

方法三：使用fflush（stdin）来清空缓冲区

fflush(stdin);

不太推荐使用这种方法（还是因为通用性的问题，建议使用前面两种方法，因为前两种方法在任何平台、任何编译器、任何情景下都有效）