简记C语言清空输入残留内容

为了在命令行程序中实现和用户的交互，我们编写的程序的运行过程中往往涉及到对标准输入/输出流的多次读写。
在C语言中接受用户输入这一块，有着一个老生常谈的问题：“怎么样及时清空输入流中的数据？”
这也是这篇小笔记的主题内容。

先从缓冲区说起。
缓冲区是内存中划分出来的一部分。通常来说，缓冲区类型有三种：

• 全缓冲
  
• 行缓冲
  
• 无缓冲
  

行缓冲

在C语言中缓冲区这个概念的存在感还是挺强的，比较常用到的缓冲区类型则是行缓冲了，如标准输入流 stdin 和标准输出流 stdout一般（终端环境下）就是在行缓冲模式下的。
行缓冲，顾名思义，就是针对该缓冲区的I/O操作是基于行的。

• 在遇到换行符前，程序的输入和输出都会先被暂存到流对应的缓冲区中
  
• 而在遇到换行符后（或者缓冲区满了），程序才会进行真正的I/O操作，将该缓冲区中的数据写到对应的流 (stream) 中以供后续读取。
  

就标准输入stdin而言，用户的输入首先会被存到相应的输入缓冲区中，每当用户按下回车键输入一个换行符，程序才会进行I/O操作，将缓冲区暂存的数据写入到stdin中，以供输入函数使用。

而对标准输出stdout来说，输出内容也首先会被暂存到相应的输出缓冲区中，每当输出数据遇到换行符时，程序才会将缓冲区中的数据写入stdout，继而打印到屏幕上。

这也是为什么在缓冲模式下，输出的内容不会立即打印到屏幕上：

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.         // 设置缓冲模式为行缓冲，缓冲区大小为10字节
5.         setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 10);
6.         fprintf(stdout, "1234567"); // 这里先向stdout对应的缓冲区中写入了7字节
7.         getchar(); // 这里等待用户输入
8.         printf("89"); // 再向stdout对应的缓冲区中写入了2字节
9.         getchar(); // 接着等待用户输入
10.         printf("Print!"); // 再向stdout对应的缓冲区中写入了6字节
11.         getchar(); // 最后再等待一次用户输入
12.         return 0;
13. }

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运行效果：

可以看到，直到执行到第二个getchar()时，屏幕上没有新的输出。
而在执行了printf("Print!")之后，输出缓冲区被填满了，输出缓冲区中现有的10字节的数据被写入到stdout中，继而才在屏幕上打印出123456789P。
缓冲区内容被读走后，剩余的字符串rint!接着被写入输出缓冲区。程序运行结束后，输出缓冲区中的内容会被全部打印到屏幕上，所以会在最后看到rint!。
C语言中常用的输入函数

输入函数做的工作主要是从文件流中读取数据，亦可将读取到的数据储存到内存中以供后续程序使用。
基于字符

1. // 从给定的文件流中读一个字符 (fgetc中的 f 的意思即"function")
2. int fgetc( FILE *stream );
4. // 同fgetc，但是getc的实现*可能*是基于宏的
5. int getc( FILE *stream );
7. // 相当于是getc(stdin)，从标准输入流读取一个字符
8. int getchar(void);
10. // 返回获取的字符的ASCII码值，如果到达文件末尾就返回EOF（即返回-1）

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基于行

1. // 从给定的文件流中读取(count-1)个字符或者读取直到遇到换行符或者EOF
2. // fgets中的f代表“file”，而s代表“string”
3. char *fgets( char *restrict str, int count, FILE *restrict stream );
5. // 返回指向字符串的指针或者空指针NULL

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格式化输入

1. // 按照format的格式从标准输入流stdin中读取所需的数据并储存在相应的变量中
2. // scanf中的f代表“format”
3. int scanf( const char *restrict format, ... );
5. // 按照format的格式从文件流stream中读取所需的数据并储存在相应的变量中
6. // fscanf中前一个f代表“file(stream)”，后一个f代表“format”
7. int fscanf( FILE *restrict stream, const char *restrict format, ... );
9. // 按照format的格式从字符串buffer中截取所需的数据并储存在相应的变量中
10. // sscanf中的第一个s代表“string”，字符串
11. int sscanf( const char *restrict buffer, const char *restrict format, ... );
13. // 返回一个整型数值，代表成功根据格式赋值的变量数（arguments）

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最常到的输入流问题

先来个不会出问题的示例：

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.         char test1[200];
5.         char test2[200];
6.         char testChar;
7.         printf("Input a Character: \n");
8.         testChar = getchar();
9.         fprintf(stdout, "Input String1: \n");
10.         scanf("%s", test1);
11.         fprintf(stdout, "Input String2: \n");
12.         scanf("%s", test2);
13.         printf("Got String1: [ %s ]\n", test1);
14.         printf("Got String2: [ %s ]\n", test2);
15.         printf("Got Char: [ %c ]\n", testChar);
16.         return 0;
17. }

复制代码

运行效果：

出问题的示例：

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.         char test[200];
5.         char testChar1, testChar2, testChar3;
6.         fprintf(stdout, "Input String: \n");
7.         scanf("%3s", test);
8.         printf("[1]Input a Character: \n");
9.         testChar1 = getchar();
10.         printf("[2]Input a Character: \n");
11.         testChar2 = fgetc(stdin);
12.         printf("[3]Input a Character: \n");
13.         testChar3 = getchar();
14.         printf("Got String: [ %s ]\n", test);
15.         printf("Got Char1: [ %c ]\n", testChar1);
16.         printf("Got Char2: [ %c ]\n", testChar2);
17.         printf("Got Char3: [ %c ]\n", testChar3);
18.         return 0;
19. }

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运行效果：

因为我将格式设置为了%3s，所以scanf最多接收包含三个字符的字符串。
在这个示例中，我按要求输入了一条字符串Hello，并按下回车输入一个换行符，缓冲区数据Hello\n被写入到了stdin中。而scanf只从标准流stdin中读走了Hel这一部分字符串。
此时，标准流stdin中实际上还剩3个字符：

• l
  
• o
  
• \n (回车输入的换行符)
  

于是接下来三次针对字符的输入函数只会分别从stdin中取走这三个字符，而不会等待用户输入，这就没有达到我想要的效果。
在基本的命令行程序中很容易遇到这类问题，这也是为什么需要及时清空输入流stdin中的数据。
如何处理残余内容



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