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问题背景
在写C语言的命令行程序时，我们经常会用到用户输入和标准输出，特别的，当用户输入后，我们发现程序运行不是我们要的样子，这个时候，很可能就是输入缓存区的问题。比如下面这个程序：
//alarm.c
#include <stdio.h>
#include "alarm.h"
int main()
{
int is_quit = 0;
while (is_quit == 0)
{
printf("请输入报警编号(输入`q`退出): ");
char alarm_id = '\0';
scanf("%c", &alarm_id);
if (alarm_id == 'q')
{
is_quit = 1;
break;
}
alarm_id -= '0';
switch ((int)alarm_id)
{
case UPPER_LIMIT_ABS_ALARM:
upper_limit_abs_alarm_handler(0, 0);
break;
case LOWER_LIMIT_ABS_ALARM:
lower_limit_abs_alarm_handler(0, 0);
break;
case UPPER_LIMIT_ABS_HOLD_ALARM:
upper_limit_abs_hold_alarm_handler(0, 0);
break;
case LOWER_LIMIT_ABS_HOLD_ALARM:
lower_limit_abs_hold_alarm_handler(0, 0);
break;
default:
break;
}
}
return 0;
}
附alarm.h
//alarm.h
/* 报警类型枚举 */
enum alarm_type
{
NO_ALARM, /* 无报警 */
UPPER_LIMIT_ABS_ALARM, /* 上限绝对值报警 */
LOWER_LIMIT_ABS_ALARM, /* 下限绝对值报警 */
UPPER_LIMIT_ABS_HOLD_ALARM, /* 上限绝对值报警带保持功能 */
LOWER_LIMIT_ABS_HOLD_ALARM, /* 下限绝对值报警带保持功能 */
};
/*
* 上限绝对值报警
*
* @param limit 上限
* @param process_value 被检测的值
* @return 1: 超过上限, 0: 未超过
*/
int upper_limit_abs_alarm(int limit, int process_value)
{
if (process_value > limit)
{
return 1;
}
return 0;
}
/*
* 下限绝对值报警
*
* @param limit 下限
* @param process_value 被检测的值
* @return 1: 低于下限, 0: 未低于
*/
int lower_limit_abs_alarm(int limit, int process_value)
{
if (process_value < limit)
{
return 1;
}
return 0;
}
/*
* 上限绝对值报警带保持功能：所谓保持功能，是指接通电源后，测量值
* 即使在报警范围内，也不立即使报警打开，待离开报警范围并再次进入
* 报警范围后，才会发出报警。
*
* @param limit 上限
* @param process_value 被检测的值
* @return 1: 超过上限, 0: 未超过
*/
int upper_limit_abs_hold_alarm(int limit, int process_value)
{
static int alarm_status = 0;
if (alarm_status == 0)
{
if (process_value > limit)
{
alarm_status = 1;
}
}
if (alarm_status == 1)
{
if (process_value > limit)
{
return 1;
}
}
return 0;
}
/*
* 下限绝对值报警带保持功能：所谓保持功能，是指接通电源后，测量值
* 即使在报警范围内，也不立即使报警打开，待离开报警范围并再次进入
* 报警范围后，才会发出报警。
*
* @param limit 下限
* @param process_value 被检测的值
* @return 1: 低于下限, 0: 未低于
*/
int lower_limit_abs_hold_alarm(int limit, int process_value)
{
static int alarm_status = 0;
if (alarm_status == 0)
{
if (process_value < limit)
{
alarm_status = 1;
}
}
if (alarm_status == 1)
{
if (process_value < limit)
{
return 1;
}
}
return 0;
}
void upper_limit_abs_alarm_handler(int upper_limit, int process_value)
{
printf("请输入报警上限：");
scanf("%d", &upper_limit);
printf("请输入被检测的值：");
scanf("%d", &process_value);
if (upper_limit_abs_alarm(upper_limit, process_value))
{
printf("超过上限\n");
}
}
void lower_limit_abs_alarm_handler(int lower_limit, int process_value)
{
printf("请输入报警下限: ");
scanf("%d", &lower_limit);
printf("请输入被检测的值: ");
scanf("%d", &process_value);
if (lower_limit_abs_alarm(lower_limit, process_value))
{
printf("低于下限\n");
}
}
void upper_limit_abs_hold_alarm_handler(int upper_limit, int process_value)
{
printf("请输入报警上限: ");
scanf("%d", &upper_limit);
printf("请输入被检测的值: ");
scanf("%d", &process_value);
if (upper_limit_abs_hold_alarm(upper_limit, process_value))
{
printf("超过上限\n");
}
}
void lower_limit_abs_hold_alarm_handler(int lower_limit, int process_value)
{
printf("请输入报警下限: ");
scanf("%d", &lower_limit);
printf("请输入被检测的值: ");
scanf("%d", &process_value);
if (lower_limit_abs_hold_alarm(lower_limit, process_value))
{
printf("低于下限\n");
}
}
这个程序主要时根据用户输入的报警编号和实际值，确认输出报警信息：“超过上限”，“低于下限”等，程序运行起来后，发现用户输入实际值后，循环执行了两次：
请输入报警编号(输入`q`退出): 1
请输入报警上限：30
请输入被检测的值：40
超过上限
请输入报警编号(输入`q`退出): 请输入报警编号(输入`q`退出):
这个问题就是由于用的scanf接收%c的输入导致。具体就是：我们循环使用scanf()的时候,如果输入缓冲区还有数据的话,那么scanf()就不会询问用户输入,而是直接就将输入缓冲区的内容拿出来用了,这就导致了前面的错误影响到后面的内容
%d和%c读取缓冲区的差别
对于 %d，在缓冲区中，空格、回车、Tab 键都只是分隔符，不会被 scanf 当成数据取用。%d 遇到它们就跳过，取下一个数据。但是如果是 %c，那么空格、回车、Tab 键都会被当成数据输出给 scanf 取用，例如下面这个程序：
# include <stdio.h>
int main(void)
{
int a, c;
char b;
scanf("%d%c%d", &a, &b, &c);
printf("a = %d, b = %c, c = %d\n", a, b, c);
return 0;
}
输出如下：
1 5 6
a = 1, b = , c = 5
解决这个%c的问题，方法有两个：
- 既然不想将字符’ ’ 赋给变量 b，那么就先定义一个字符变量 ch，然后用 scanf 将字符 ’ ’ 取出来给变量 ch；
# include <stdio.h>
int main(void)
{
int a, c;
char b;
char ch;
scanf("%d%c%d", &a, &b, &ch, &c);
printf("a = %d, b = %c, c = %d\n", a, b, c);
return 0;
}
- 直接清空输入缓冲区。
显然方法二是最简洁的，而且也是通用的。
清空缓存区
清空缓存区的方法也有多种。
第一种：使用 getchar 循环清空缓冲区。但是这个位置比较关键，到底写到哪里比较好。如果对于我们开头提到的程序，如果直接写到scanf函数的后面：
#include <stdio.h>
#include "alarm.h"
int main()
{
int is_quit = 0;
while (is_quit == 0)
{
printf("请输入报警编号(输入`q`退出): ");
char alarm_id = '\0';
scanf("%c", &alarm_id);
// 清空缓冲区
int c;
while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF)
;
if (alarm_id == 'q')
{
is_quit = 1;
break;
}
alarm_id -= '0';
switch ((int)alarm_id)
{
case UPPER_LIMIT_ABS_ALARM:
upper_limit_abs_alarm_handler(0, 0);
break;
case LOWER_LIMIT_ABS_ALARM:
lower_limit_abs_alarm_handler(0, 0);
break;
case UPPER_LIMIT_ABS_HOLD_ALARM:
upper_limit_abs_hold_alarm_handler(0, 0);
break;
case LOWER_LIMIT_ABS_HOLD_ALARM:
lower_limit_abs_hold_alarm_handler(0, 0);
break;
default:
break;
}
}
return 0;
}
这个运行结果：
请输入报警编号(输入`q`退出): 1
请输入报警上限：30
请输入被检测的值：40
超过上限
请输入报警编号(输入`q`退出): 2
请输入报警编号(输入`q`退出): 2
请输入报警下限:
第二次输入报警编号后，又执行了一次循环体。这个就不对了。原因在于，后面的对于输入的处理之前就清空了缓存区，清空早了，应该在下次scanf之前进行清空，也就是要放到数据处理之后，放到最后：
#include <stdio.h>
#include "alarm.h"
int main()
{
int is_quit = 0;
while (is_quit == 0)
{
printf("请输入报警编号(输入`q`退出): ");
char alarm_id = '\0';
scanf("%c", &alarm_id);
if (alarm_id == 'q')
{
is_quit = 1;
break;
}
alarm_id -= '0';
switch ((int)alarm_id)
{
case UPPER_LIMIT_ABS_ALARM:
upper_limit_abs_alarm_handler(0, 0);
break;
case LOWER_LIMIT_ABS_ALARM:
lower_limit_abs_alarm_handler(0, 0);
break;
case UPPER_LIMIT_ABS_HOLD_ALARM:
upper_limit_abs_hold_alarm_handler(0, 0);
break;
case LOWER_LIMIT_ABS_HOLD_ALARM:
lower_limit_abs_hold_alarm_handler(0, 0);
break;
default:
break;
}
// 清空缓冲区
int c;
while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF)
;
}
return 0;
}
这样程序运行就正常了。
第二种清空缓存区的方法是：使用 fflush(stdin)，但是在某些编译器（如 Windows 的 GCC）中，可以使用 fflush(stdin) 清空输入缓冲区。但此方法并非标准 C 的一部分，可能在其他平台上无法正常工作。
推荐采用第一种方法。