用法char ch getchar 正確性詳解

《c陷阱與缺陷》 chap5.1

#include int main()
return 0;
}

getchar函式在一般情況下返回的是標準輸入檔案中的下乙個字元，當沒有輸入時返回eof（乙個在標頭檔案stdio.h中被定義的值，不同於任何乙個字元，一般c語言實現定義為-1）。這個程式乍一看似乎把標準輸入複製到標準輸出，實則不然。

原因在於程式中的變數c被宣告為char型別，而不是int型別。這意味著c無法容下所有可能的字元，特別是，可能無法容下eof。因此，最終結果存在以下幾種可能：

1）某些合法的輸入在被截斷後，使得c的取值和eof相同；這時程式將在檔案複製的中途終止；

2）c根本不可能取到eof這個值；這時程式陷入死迴圈；

3）程式表面上似乎能夠正常工作，但完全是因為巧合。儘管函式getchar的返回結果在賦值給char型別的變數c時會發生「截斷」操作，儘管while語句中比較運算的運算元不是函式getchar的返回值，然而令人驚訝地是許多編譯器對上述表示式的實現並不正確。這些編譯器確實對函式getchar的返回值做了截斷處理，並把低端直接部分賦給了變數c。但是，它們在比較表示式中並不是比較c與eof，而是比較getchar函式的返回值與eof，編譯器如果採取這種做法，上面的例子程式看上去就能夠「正常」執行了。

一篇網文的詳盡分析（

）許多初學者都習慣用 char 型變數接收 getchar、getc，fgetc 等函式的返回值，其實這麼做是不對的，並且隱含著足以致命的錯誤。getchar 等函式的返回值型別都是 int 型，當這些函式讀取出錯或者讀完檔案後，會返回 eof.eof 是乙個巨集，標準規定它的值必須是乙個 int 型的負數常量。通常編譯器都會把 eof 定義為 -1.問題就出在這裡，使用 char 型變數接收 getchar 等函式的返回值會導致對 eof 的辨認出錯，或者錯把好的資料誤認為是 eof，或者把 eof 誤認為是好的資料。例如：

int c;　 /* 正確。應該使用 int 型變數接收 fgetc 的返回值 */
while ( (c = fgetc(fp)) != eof )

如上例所示，我們很多時候都需要先用乙個變數接收 fgetc 等函式的返回值，然後再用這個變數和 eof 比較，判斷是否已經讀完檔案。上面這個例子是正確的，把 c 定義為 int 型保證了它能正確接收 fgetc 返回的 eof，從而保證了這個比較的正確性。但是，如果把 c 定義為 char 型，則會導致意想不到的後果。

首先，因為 fgetc 等函式的返回值是 int 型的，當賦值給 char 型變數時，會發生降級，從而導致資料截斷。例如：

---------------------------------

| 十進位制 |　　　　　 int　　　　 |　 char |

|--------|--------------|-------|

|　　 10　　 | 00 00 00 0a　 |　　 0a　 |

|　　 -1　　 | ff ff ff ff　 |　　 ff　 |

|　　 -2　　 | ff ff ff fe　 |　　 fe　 |

---------------------------------

在此，我們假設 int 和 char 分別是 32 位和 8 位的。由上表可得，從 int 型到 char 型，損失了 3 個位元組的資料。而當我們要拿 char 型和 int 型比較的時候，char 型會自動公升級為 int 型。char 型公升級為 int 型後的值會因為它到底是 signed char 還是 unsigned char 而有所不同。不幸的是，如果我們沒有使用 signed 或者 unsigned 來修飾 char，那麼我們無從知曉 char 到底是指 unsigned char 還是指 signed char，因為這是由編譯器決定的。不過，無論 char 是 signed 的也好，unsigned 的也罷，都不能改變使用 char 型變數接收 fgetc 等函式的返回值是錯誤的這個事實。唯一能改變的是該錯誤導致的後果。前面我們說了，char 型和 int 型比較時，char 會自動公升級為 int，下面我們來看看 signed char 和 unsigned char 在轉換成 int 後，它們的值有什麼不同：

---------------------------------------

|　 char |　　 unsigned　　　 |　　 signed　　　 |

|-------|---------------|-------------|

|　 10　　 |　 00 00 00 0a　 | 00 00 00 0a |

|　 ff　　 |　 00 00 00 ff　 | ff ff ff ff |

|　 fe　　 |　 00 00 00 fe　 | ff ff ff fe |

---------------------------------------

由上表可知，當 char 是 unsigned 的時候，其轉換為 int 後的值是正數。也就是說，假如我們把 c 定義為 char 型變數，而編譯器預設 char 為 unsigned char，那麼以下表示式將永遠成立：

（c = fgetc（fp）） ！= eof　 /* c 的值永遠為正數，而標準規定 eof 為負數 */

也就是說以下迴圈是乙個死迴圈：

while ( (c = fgetc(fp)) != eof )

讀到這裡，可能有些讀者朋友會說：「那麼我明確把 c 定義為 signed char 型的就沒問題了吧！」很遺憾，就算把 c 定義為 signed char，仍然是錯誤的。假設 fgetc 等函式讀到乙個位元組的值為 ff，那麼返回值就是 00 00 00 ff。把這個值賦值給 c 後， c 的值變成 ff。然後 c 的值為了和 eof 比較，會自動公升級為 int 型的值，也就是 ff ff ff ff。從而導致以下表示式不成立：

（c = fgetc（fp）） ！= eof　 /* 讀到值為 ff 的字元，誤認為 eof */

也就是說以下迴圈在沒有讀完檔案的情況下提前退出while迴圈。

綜上所述，使用 char 型變數接收 fgetc 等函式的返回值是錯誤的，我們必須使用 int 型變數接收這些函式的返回值，然後判斷接收到的值是否 eof.只有判斷發現該返回值並非 eof，我們才可以把該值賦值給 char 型變數。

同理，c++ 中，用 char 型變數接收 cin.get（）的返回值也是錯誤的。不過，把 char 型變數當作引數傳遞給 cin.get 則是正確的。例如：

char c = cin.get();　        // 錯誤，理由同上
char c;
cin.get(c);　　　　　　　　　 // 正確

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object args用法 args的用法

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