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20.1 getchar函數的返回類型不是字符

【例20.1】下面程序的是把輸入複製到輸出，分析程序中的錯誤。 

#include <stdio.h>
int main
（ void 
）
{
      while 
（getchar
（）！=EOF
）
             putchar
（getchar
（））；
      printf
（\"n\"
）；
      return 0
；
}

【解答】當程序調用getchar時，程序就等著用戶輸入，如果用戶輸入不止一個字符，這些字符都會被存放在鍵盤緩衝區中。直到用戶按回車（回車字符也放在緩衝區中）時，getchar才開始從stdin流中每次讀入一個字符。等到緩衝區中的字符讀完後，再等待用戶輸入。

在while語句裡面的getchar函數用來判斷，第2個getchar函數做為putchar函數的參數，將字符輸出到顯示設備。由此可見，第1個getchar讀的是緩衝區中的奇數字符，第2個getchar讀的則是偶數字符。所以這個程序只將輸入偶數位的字符複製到顯示設備上。下面是一個運行示例。 

Welcome
！
ecm
！

【例20.2】下面的程序能把輸入複製到輸出，這個程序正確嗎？ 

#include <stdio.h>
int main
（ void 
）
{
      char c
；
      while 
（（c=getchar
（））！=EOF
）
             putchar
（c
）；
      printf
（\"n\"
）；
      return 0
；
}

程序使用一個字符變量存儲getchar函數的返回值。表面看來似乎正確，其實並非如此。因為常常用getchar函數讀取字符，所以被認為是字符型函數。它的原型要追述到getc函數，因為getchar是使用getc定義的宏，即 

#define getchar
（） getc
（stdin
）

而getc又是定義的宏，這裡就不追究下去了。getc返回類型是整數類型，故有 

int getchar
（void
）；

getchar函數的返回值是用戶輸入的第一個字符的ASCII碼值，如出錯則返回-1。

讀字符時遇到文件結束符，函數返回一個文件結束符標誌EOF，EOF在stdio.h中定義為-1。

注意：EOF是定義在頭文件中的一個值。這個值不同於任何一個字符。EOF不是可輸出字符，因此不能在屏幕上顯示。getchar是返回整數的函數，在一般情況下確實返回的是標準輸入文件中的下一個字符，但當沒有輸入時，返回的卻是EOF。

現在把變量聲明為字符型而不是整型，這就暗示可能不能接受EOF，即意味著無法接收所有可能存在的字符。這就可能存在如下三種情況。

（1）輸入的某些合法字符被「截斷」處理，即把低位字節賦給變量c，使c的取值與EOF相同，從而使程序在文件複製的中途停止。

（2）c不可能取得EOF這個值，程序進入死循環。

（3）由於巧合，使程序好像能夠「正常」工作。這是因為有許多編譯系統雖然對函數getchar的返回值進行了「截斷」處理，但它們在比較表達式中並不是比較EOF和c，而是比較函數getchar的返回值與EOF。儘管這種實現並不正確，但卻使程序能夠「正常」運行。

由此可知，正確的程序應編寫如下。 

#include <stdio.h>
int main
（ void 
）
{
     int c
；
     while 
（（c=getchar
（））！=EOF
）
           putchar
（c
）；
      printf
（\"n\"
）；
     return 0
；
}

EOF是為getchar函數讀入文件而設計的結束符，不是從鍵盤輸入的單字符。所以如果要結束運行，必須執行Ctrl+C。

上面程序追求簡潔，下面程序是條理清楚。 

#include <stdio.h>
int main
（ void 
）
{
    while
（1
）
    {
     int c
；
     c=getchar
（）；
     if
（c==EOF
）
              break
；
         putchar
（c
）；
     }
     return 0
；
}

【例20.3】為什麼下面程序在有的系統中第1次編譯時會給出警告信息？ 

#include <stdio.h>
#define EOF \'0\'
int main
（ void 
）
{
      int c
；
      while 
（（c=getchar
（））！=EOF
）
            putchar
（c
）；
      printf
（\"n\"
）；
      return 0
；
}

【解答】因為在該系統的stdio.h中將EOF定義為-1，這裡變成重複定義。應先取消原來的定義，然後再將EOF定義為字符0，即 

#undef EOF
#define EOF \'0\'

運行示範如下。 

We are here
！
We are here
！
How are you
？0
How are you
？

如果只輸入1行信息，可以定義回車結束輸入，即 

#undef EOF
#define EOF \'n\'

【例20.4】為什麼下面程序也能正常運行？ 

#define EOF -1
int main
（ void 
）
{
     register int c
；
     while 
（（c=getchar
（））！=EOF
）
          putchar
（c
）；
     printf
（\"n\"
）；
     return 0
；
}

【解答】getchar宏定義在stdio.h中。在沒有包含頭文件stdio.h時，編譯器會假定getchar是一個返回類型為整型的函數。忽略警告信息繼續編譯即可生成可執行文件。

為了預防編程者粗心大意忘記包含頭文件stdio.h，很多C語言實現在庫文件中都包含有getchar函數（這也為了方便那些需要得到getchar地址的編程者）。

不過，由於忘記包含頭文件stdio.h，就會在所有出現getchar宏的地方，都用getchar函數調用來替換getchar宏。因為函數調用所導致的開銷增多，所以會使程序運行變慢。因為putchar的實現方法與getchar一樣，所以這個分析也同樣適合putchar。

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