Язык программирования Си. Издание 3-е, исправленное

Ритчи Деннис М.

7.1 Стандартный ввод-вывод

Как уже говорилось в главе 1, библиотечные функции реализуют простую модель текстового ввода-вывода. Текстовый поток состоит из последовательности строк; каждая строка заканчивается символом новой строки. Если система в чем-то не следует принятой модели, библиотека сделает так, чтобы казалось, что эта модель удовлетворяется полностью. Например, пара символов - возврат-каретки и перевод-строки– при вводе могла бы быть преобразована в один символ новой строки, а при выводе выполнялось бы обратное преобразование.

Простейший механизм ввода - это чтение одного символа из стандартного ввода (обычно с клавиатуры)

функцией getchar:

int getchar(void)

В качестве результата каждого своего вызова функция getchar возвращает следующий символ ввода или, если обнаружен конец файла, EOF. Именованная константа EOF (аббревиатура от end of file– конец файла) определена в ‹stdio.h›. Обычно значение EOF равно -1, но, чтобы не зависеть от конкретного значения этой константы, обращаться к ней следует по имени (EOF).

Во многих системах клавиатуру можно заменить файлом, перенаправив ввод с помощью значка ‹. Так, если программа prog использует getchar, то командная строка

prog ‹ infile

предпишет программе prog читать символы из infile, а не с клавиатуры. Переключение ввода делается так, что сама программа prog не замечает подмены; в частности строка "‹ infile" не будет включена в аргументы командной строки argv. Переключение ввода будет также незаметным, если ввод исходит от другой программы и передается конвейерным образом. В некоторых системах командная строка

otherprog | prog

приведет к тому, что запустится две программы, otherprog и prog, и стандартный выход otherprog поступит на стандартный вход prog. Функция

int putchar(int)

используется для вывода: putchar(c) отправляет символ c в стандартный вывод, под которым по умолчанию подразумевается экран. Функция putchar в качестве результата возвращает посланный символ или, в случае ошибки, EOF. То же и в отношении вывода: с помощью записи вида › имя-файла вывод можно перенаправить в файл. Например, если prog использует для вывода функцию putchar, то

prog › outfile

будет направлять стандартный вывод не на экран, а в outfile. А командная строка

prog | anotherprog

соединит стандартный вывод программы prog со стандартным вводом программы anotherprog.

Вывод, осуществляемый функцией printf, также отправляется в стандартный выходной поток. Вызовы putchar и printf могут как угодно чередоваться, при этом вывод будет формироваться в той последовательности, в которой происходили вызовы этих функций.

Любой исходный Си-файл, использующий хотя бы одну функцию библиотеки ввода-вывода, должен содержать в себе строку

#include ‹stdio.h›

причем она должна быть расположена до первого обращения к вводу-выводу. Если имя заголовочного файла заключено в угловые скобки ‹ и ›, это значит, что поиск заголовочного файла ведется в стандартном месте (например в системе UNIX это обычно директорий /usr/include).

Многие

программы читают только из одного входного потока и пишут только в один выходной поток. Для организации ввода-вывода таким программам вполне хватит функций getchar, putchar и printf, а для начального обучения уж точно достаточно ознакомления с этими функциями. В частности, перечисленных функций достаточно, когда требуется вывод одной программы соединить с вводом следующей. В качестве примера рассмотрим программу lower, переводящую свой ввод на нижний регистр:

#include ‹stdio.h›

#include ‹ctype.h›

main /* lower: переводит ввод на нижний регистр */

{

 int с;

 while ((с = getchar) != EOF)

putchar(tolower(c));

 return 0;

}

Функция tolower определена в ‹ctype.h›. Она переводит буквы верхнего регистра в буквы нижнего регистра, а остальные символы возвращает без изменений. Как мы уже упоминали, "функции" вроде getchar и putchar из библиотеки ‹stdio.h› и функция tolower из библиотеки ‹ctype.h› часто реализуются в виде макросов, чтобы исключить накладные расходы от вызова функции на каждый отдельный символ. В параграфе 8.5 мы покажем, как это делается. Независимо от того, как на той или иной машине реализованы функции библиотеки ‹ctype.h›, использующие их программы могут ничего не знать о кодировке символов.

Упражнение 7.1. Напишите программу, осуществляющую перевод ввода с верхнего регистра на нижний или с нижнего на верхний в зависимости от имени, по которому она вызывается и текст которого находится в arg[0].

7.2 Форматный вывод (printf)

Функция printf переводит внутренние значения в текст.

int printf(char *format, arg₁, arg₂, …)

В предыдущих главах мы использовали printf неформально. Здесь мы покажем наиболее типичные случаи применения этой функции: полное ее описание дано в приложении B.

Функция printf преобразует, форматирует и печатает свои аргументы в стандартном выводе под управлением формата. Возвращает она количество напечатанных символов.

Форматная строка содержит два вида объектов: обычные символы, которые напрямую копируются в выходной поток, и спецификации преобразования, каждая из которых вызывает преобразование и печать очередного аргумента printf. Любая спецификация преобразования начинается знаком % и заканчивается символом-спецификатором. Между % и символом-спецификатором могут быть расположены (в указанном ниже порядке) следующие элементы:

• Знак минус, предписывающий выравнивать преобразованный аргумент по левому краю поля.

• Число, специфицирующее минимальную ширину поля. Преобразованный аргумент будет занимать поле по крайней мере указанной ширины. При необходимости лишние позиции слева (или справа при левостороннем расположении) будут заполнены пробелами.

• Точка, отделяющая ширину поля от величины, устанавливающей точность.

• Число (точность), специфицирующее максимальное количество печатаемых символов в строке, или количество цифр после десятичной точки - для чисел с плавающей запятой, или минимальное количество цифр - для целого.