簡記C語言清空輸入殘留內容

為了在命令列程式中實現和使用者的互動，我們編寫的程式的執行過程中往往涉及到對標準輸入/輸出流的多次讀寫。

在C語言中接受使用者輸入這一塊，有著一個老生常談的問題：「怎麼樣及時清空輸入流中的資料？」

這也是這篇小筆記的主題內容。

先從緩衝區說起。

緩衝區是記憶體中劃分出來的一部分。通常來說，緩衝區型別有三種：

• 全緩衝
• 行緩衝
• 無緩衝

行緩衝

在C語言中緩衝區這個概念的存在感還是挺強的，比較常用到的緩衝區型別則是行緩衝了，如標準輸入流 stdin 和標準輸出流 stdout一般（終端環境下）就是在行緩衝模式下的。

行緩衝，顧名思義，就是針對該緩衝區的I/O操作是基於行的。

• 在遇到換行符前，程式的輸入和輸出都會先被暫存到流對應的緩衝區中

• 而在遇到換行符後（或者緩衝區滿了），程式才會進行真正的I/O操作，將該緩衝區中的資料寫到對應的流 (stream) 中以供後續讀取。

就標準輸入stdin而言，使用者的輸入首先會被存到相應的輸入緩衝區中，每當使用者按下確認鍵輸入一個換行符，程式才會進行I/O操作，將緩衝區暫存的資料寫入到stdin中，以供輸入函數使用。

而對標準輸出stdout來說，輸出內容也首先會被暫存到相應的輸出緩衝區中，每當輸出資料遇到換行符時，程式才會將緩衝區中的資料寫入stdout，繼而列印到螢幕上。

這也是為什麼在緩衝模式下，輸出的內容不會立即列印到螢幕上：

#include <stdio.h>
int main()
{
	// 設定緩衝模式為行緩衝，緩衝區大小為10位元組
	setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 10);
	fprintf(stdout, "1234567"); // 這裡先向stdout對應的緩衝區中寫入了7位元組
	getchar(); // 這裡等待使用者輸入
	printf("89"); // 再向stdout對應的緩衝區中寫入了2位元組
	getchar(); // 接著等待使用者輸入
	printf("Print!"); // 再向stdout對應的緩衝區中寫入了6位元組
	getchar(); // 最後再等待一次使用者輸入
	return 0;
}

執行效果：

可以看到，直到執行到第二個getchar()時，螢幕上沒有新的輸出。

而在執行了printf("Print!")之後，輸出緩衝區被填滿了，輸出緩衝區中現有的10位元組的資料被寫入到stdout中，繼而才在螢幕上列印出123456789P。

緩衝區內容被讀走後，剩餘的字串rint!接著被寫入輸出緩衝區。程式執行結束後，輸出緩衝區中的內容會被全部列印到螢幕上，所以會在最後看到rint!。

C語言中常用的輸入函數

輸入函數做的工作主要是從檔案流中讀取資料，亦可將讀取到的資料儲存到記憶體中以供後續程式使用。

基於字元

// 從給定的檔案流中讀一個字元 (fgetc中的 f 的意思即"function")
int fgetc( FILE *stream ); 

// 同fgetc，但是getc的實現*可能*是基於宏的
int getc( FILE *stream ); 

// 相當於是getc(stdin)，從標準輸入流讀取一個字元
int getchar(void);

// 返回獲取的字元的ASCII碼值，如果到達檔案末尾就返回EOF（即返回-1）

基於行

// 從給定的檔案流中讀取(count-1)個字元或者讀取直到遇到換行符或者EOF
// fgets中的f代表「file」，而s代表「string」
char *fgets( char *restrict str, int count, FILE *restrict stream );

// 返回指向字串的指標或者空指標NULL

格式化輸入

// 按照format的格式從標準輸入流stdin中讀取所需的資料並儲存在相應的變數中
// scanf中的f代表「format」
int scanf( const char *restrict format, ... );

// 按照format的格式從檔案流stream中讀取所需的資料並儲存在相應的變數中
// fscanf中前一個f代表「file(stream)」，後一個f代表「format」
int fscanf( FILE *restrict stream, const char *restrict format, ... );

// 按照format的格式從字串buffer中擷取所需的資料並儲存在相應的變數中
// sscanf中的第一個s代表「string」，字串
int sscanf( const char *restrict buffer, const char *restrict format, ... );

// 返回一個整型數值，代表成功根據格式賦值的變數數（arguments）

最常到的輸入流問題

先來個不會出問題的範例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	char test1[200];
	char test2[200];
	char testChar;
	printf("Input a Character: \n");
	testChar = getchar();
	fprintf(stdout, "Input String1: \n");
	scanf("%s", test1);
	fprintf(stdout, "Input String2: \n");
	scanf("%s", test2);
	printf("Got String1: [ %s ]\n", test1);
	printf("Got String2: [ %s ]\n", test2);
	printf("Got Char: [ %c ]\n", testChar);
	return 0;
}

執行效果：

出問題的範例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	char test[200];
	char testChar1, testChar2, testChar3;
	fprintf(stdout, "Input String: \n");
	scanf("%3s", test);
	printf("[1]Input a Character: \n");
	testChar1 = getchar();
	printf("[2]Input a Character: \n");
	testChar2 = fgetc(stdin);
	printf("[3]Input a Character: \n");
	testChar3 = getchar();
	printf("Got String: [ %s ]\n", test);
	printf("Got Char1: [ %c ]\n", testChar1);
	printf("Got Char2: [ %c ]\n", testChar2);
	printf("Got Char3: [ %c ]\n", testChar3);
	return 0;
}

執行效果：

因為我將格式設定為了%3s，所以scanf最多接收包含三個字元的字串。

在這個範例中，我按要求輸入了一條字串Hello，並按下回車輸入一個換行符，緩衝區資料Hello\n被寫入到了stdin中。而scanf只從標準流stdin中讀走了Hel這一部分字串。

此時，標準流stdin中實際上還剩3個字元：

1. l
2. o
3. \n (回車輸入的換行符)

於是接下來三次針對字元的輸入函數只會分別從stdin中取走這三個字元，而不會等待使用者輸入，這就沒有達到我想要的效果。

在基本的命令列程式中很容易遇到這類問題，這也是為什麼需要及時清空輸入流stdin中的資料。

如何處理殘餘內容