Стивен Прата - Язык программирования C. Лекции и упражнения (6-е изд.) 2015

ЗЗддррааввссттввууййттее.. ЯЯ ххооттеелл ббыы[епбег]

ппррииооббрреессттии #

Такое поведение является исключением. В большинстве систем ничего не произойдет до тех пор, пока не будет нажата клавиша , как в первом примере запуска. Немедленный эхо-вывод вводимых символов на экране представляет собой пример небуферизированного (или прямого) ввода, при котором набираемые символы немедленно становятся доступным для ожидающей их программы. С другой стороны, задержанный эхо-вывод иллюстрирует буферизированный ввод, когда введенные символы накапливаются и хранятся во временной области, называемой буфером. Нажатие клавиши делает блок набранных символов доступным для программы. Эти две разновидности ввода сравниваются на рис. 8.1.

Зачем иметь буферы? Во-первых, передача нескольких символов в виде блока является менее затратной по времени, чем отправка символов по одному. Во-вторых, в случае опечатки можно воспользоваться средствами корректировки, поддерживаемыми клавиатурой, и исправить опечатку. Затем после финального нажатия программе будет передана исправленная версия.

Глава 8

С другой стороны, небуферизированный ввод желателен для некоторых интерактивных программ. Например, в играх требуется, чтобы каждая команда выполнялась сразу же после нажатия клавиши. Таким образом, и буферизированный, и небуферизированный ввод имеют свои применения.

Существуют два вида буферизации — полностью буферизированный ввод-вывод и построчно буферизированный ввод-вывод. При полностью буферизированном вводе буфер сбрасывается (его содержимое отправляется в место назначения), когда он полон. Буферизация такого вида обычно происходит при файловом вводе. Размер буфера зависит от системы, но наиболее распространены значения 512 и 4096 байтов. В случае построчно буферизированного ввода-вывода буфер сбрасывается всякий раз, когда появляется символ новой строки. Клавиатурный ввод обычно является построчно буферизированным, так что нажатие вызывает сброс буфера.

Каким типом ввода вы располагаете — буферизированным или небуферизированным? В ANSI С и последующих стандартах С указано, что ввод должен быть буферизированным, но в K&R С выбор изначально возлагался на разработчика компилятора. Тип ввода, используемый в системе, можно определить, запустив на выполнение программу echo.с и проанализировав ее поведение.

Причина того, что в ANSI С было принято решение считать стандартом буферизированный ввод, связана с тем, что некоторые компьютерные системы не разрешают небуферизированный ввод. Если ваш компьютер допускает небуферизированный ввод, то весьма вероятно, что применяемый вами компилятор С предлагает небуферизированный ввод в качестве опции. Например, многие компиляторы для компьютеров, совместимых с IBM PC, предоставляют специальное семейство функций, которые поддерживаются заголовочным файлом conio.h и предназначены для небуферизированного ввода. К их числу относятся функция getche() для небуферизированного ввода с эхо-выводом и функция getch() для небуферизированного ввода без эхо-вывода. (Ввод c эхо-выводом означает, что вводимый символ отображается на экране, а ввод без эхо-вывода — что нажатия клавиш не приводят отображению символов на экране.) В системах Unix используется другой подход, при котором буферизацией управляет сама система

Символьный ввод-вывод и проверка достоверности ввода 297

Unix. В Unix вы применяете функцию ioctl() (которая входит в состав библиотеки Unix, но не является частью стандарта С) для указания желаемого типа ввода, после чего функция getchar() ведет себя должным образом. В ANSI С функции setbuf() и setvbuf() (глава 13) предоставляют определенный контроль над буферизацией, но присущие ряду систем ограничения снижают их эффективность. Выражаясь кратко, не существует способа, соответствующего стандарту ANSI, для обеспечения небуферизированного ввода; такие средства зависят от компьютерной системы. В этой книге мы предполагаем, что вы используете буферизированный ввод.

Завершение клавиатурного ввода

Программа echo .с останавливается, когда введен символ #, что удобно до тех пор, пока этот символ исключен из обычных входных данных. Однако, как уже было показано, символ # может встречаться и в обычном вводе. В идеальном случае хотелось бы иметь символ завершения ввода, который в обычном тексте не встречается. Такой символ не может неожиданно появиться в середине входного текста, останавливая программу раньше, чем планировалось. В С имеется ответ на эту потребность, но чтобы понять его, необходимо знать, как в С работать с файлами.

Файлы, потоки и ввод данных с клавиатуры

Файл — это область памяти, в которой хранится информация. Обычно файл размещается в постоянной памяти определенного вида, такого как жесткий диск, флэщ-на- копитель USB или оптический диск вроде DVD. Важность файлов для компьютерных систем не вызывает сомнений. Например, ваши программы на С хранятся в файлах, то же самое можно сказать о программах, применяемых для компиляции этих программ. Последний пример указывает на то, что некоторым программам требуется возможность доступа к отдельным файлам. При компиляции программы, хранящейся в файле echo. с, компилятор открывает этот файл и читает его содержимое. После завершения компиляции файл закрывается. Другие программы, такие как текстовые процессоры, не только открывают, читают и закрывают файлы, но также и записывают в них.

В С, как у мощного, гибкого и т.д. языка, имеется много библиотечных функций, предназначенных для открытия, чтения, записи и закрытия файлов. На одном уровне он может иметь дело с файлами, используя для этого базовые инструменты для работы с файлами из операционной системы. Это называется ншкоуровневым вводом- выводом. Из-за многочисленных отличий между компьютерными системами создать стандартную библиотеку универсальных функций для низкоуровневого ввода-вывода невозможно, и в стандарте ANSI С такая попытка даже не предпринимается. Тем не менее, язык С также умеет работать с файлами на другом уровне, который имеет название стандартный пакет вводагвывода. При этом предполагается создание стандартной модели и стандартного набора функций ввода-вывода, предназначенных для работы с файлами. На таком более высоком уровне различия между системами поддерживаются специфическими реализациями С, так что вы имеете дело с унифицированным интерфейсом.

А о каких отличиях между компьютерными системами идет речь? Например, разные системы сохраняют файлы по-разному. Некоторые хранят содержимое файла в одном месте, а информацию о нем — в другом. Одни системы встраивают описание файла в сам файл. При работе с текстами многие системы для обозначения конца строки применяют одиночный символ новой строки. Другие могут использовать для этого комбинацию символов возврата каретки и перевода строки. Некоторые системы измеряют размер файлов до ближайшего байта, а другие — в блоках байтов.