C Primer Plus(6) 中文版 第8章 字符输入/输出和输入验证 8.3 结束键盘输入

8.3 结束键盘输入
C的确提供了一个在文本中用不到的字符来标记输入完成。
8.3.1 文件、流和键盘输入
文件（file）是存储器中存储信息的区域。通常，文件都保存在某种永久存储器中。毫无疑问，文件对于计算机系统相当重要。
C是一门强大、灵活的语言，有许多用于打开、读取、写入和关闭文件的库函数。从较低层面上，C可以使用主机操作系统的基本文件工具直接处理文件，这些直接调用操作系统的函数被称为底层I/O（low-level I/O）。由于计算机系统各不相同，所以不可能为普通的底层I/O函数创建标准库，ANSI C也不打算这样做。然而从较高层面上，C还可以通过标准I/O包（standard I/O package）来处理文件。
这涉及创建用于处理文件的标准模型和一套标准I/O函数。在这一层面上，具体的C实现负责处理不同系统的差异，以便用户使用统一的界面。
差异指的是不同的系统存储文件的方式不同。有些系统把文件的内容存储在一处，而文件相关的信息存储在另一处；有些系统在文件中创建一份文件描述。在处理文件方面，有些系统使用单个换行符标记末尾，而其他系统可能使用回车符和换行符的组合来标记行末尾。
有些系统用最小字节来衡量文件的大小，有些系统则以字节块的大小来衡量。
如果使用标准I/O包，就不用考虑这些差异。因此，可以用if( ch == '\n' )检查换行符。即使系统实际用的是回车符和换行符的组合来标记末尾，I/O函数会在两种表示法之间相互转换。
从概念上看，C程序处理的是流而不是直接处理文件，流（stream）是一个实际输入或输出映射的理想化数据流。这意味着不同属性和不同种类的输入，由属性更统一的流来表示。于是，打开文件的过程就是把流与文件相关联，而且读写都通过流来完成。
本章着重理解C把输入和输出设备视为存储设备上的普通文件，尤其是把键盘和显示设备视为每个C程序自动打开的文件。stdin流表示键盘输入，stdout流表示屏幕输出。getchar()、putchar()、printf()和scanf()函数都是标准I/O包的成员，处理这两个流。
可以从处理文件的方式来处理键盘输入。C的输入函数内置了文件结尾检测器。既然可以把键盘输入视为文件，那么也应该能使用文件结尾检测器结束键盘输入。
8.3.2 文件结尾
计算机操作系统要以某种方式判断文件的开始和结束。检测文件结尾的一种方法是，在文件末尾放一个特殊的字符标记文件结尾。不过现在有一些其他的选择，例如记录文件的大小。所以现代的文件文件不一定有嵌入的Ctrl+Z，但是如果有，该操作系统会将其视为一个文件结尾标记。
操作系统使用的另一种方式是存储文件大小的信息。
无论操作系统实际使用何种方式检测文件结尾，在C语言中，用getchar()读取文件结尾时将返回一个特殊的值，即EOF（end of file的缩写）。scanf()函数检查到文件结尾时也返回EOF。通常，EOF定义在stdio.h文件中：
#define EOF (-1)
定义为-1是因为getchar()函数的返回值通常都介于0~127，这些值对应标准字符集。但是，如果系统能识别扩展字符集，该函数的返回值可能在0~255。无论哪种情况，-1都不对应任何字符，所以，该值可用于标记文件结尾。
某些系统也许把EOF定义为-1之外的值，但是定义的值一定与输入字符所产生的返回值不同。如果包含stdio.h文件，并使用EOF符号，就不用担心EOF值不同的问题。这里关键要理解EOF是一个值，标志着检测到文件结尾，并不是在文件中找得到的符号。
绝大部分系统（不是全部）都有办法通过键盘模拟文件结尾条件。
/* echo_eof.c -- repeats input to end of file */
#include
int main(void)
{
    int ch;
    
    while ((ch = getchar()) != EOF)
        putchar(ch);
    
    return 0;
} 

/* 输出：

*/ 

注意以下几点。
*不用定义EOF，因为stdio.h中已经定义过了。
*不用担心EOF实际值，因为EOF在stdio.h中用#define预处理指令定义，可直接使用，不必再编写代码假定EOF为某值。
*变量ch的类型从char变为int，因为char类型的变量只能表示0~255的无符号整数，但是EOF的值是-1。还好，getchar()函数实际返回值的类型是int，所以它可以读取EOF字符。如果实现使用有符号的char类型，也可以把ch声明为char类型，但最好还是用更通用的形式。
*由于getchar()函数的返回类型是int，如果把getchar()的返回值赋给char类型的变量，一些编译器会警告可能丢失数据。
*ch是整型不会影响putchar()，该函数仍然会打印等价的字符。
*使用该程序进行键盘输入，要设法输入EOF字符。正确的方法是，必须找出当前系统的要求。
在大多数Linux和UNIX系统中，在一行开始处按下Ctrl+D会传输结尾信号。许多微型计算机系统都把一行开始处的Ctrl+Z识别为文件结尾信号，一些系统把任意位置的Ctrl+Z解释为文件结尾信号。
每次按下Enter键，系统便会处理缓冲区存储的字符，并在下一行打印该输入行的副本。
UNIX风格模拟文件结尾（Ctrl+D）。在PC中，按下Ctrl+Z。 
注意 模拟EOF和图形界面
模拟EOF的概念是在使用文本界面的命令行环境中产生的。在这种环境中，用户通过击键与程序交互，由操作系统生成EOF信号。但是在一些实际应用中，却不能很好地转换成图形界面，这些用户界面包含更复杂的鼠标移动和按钮点击。程序要模拟EOF的行为依赖于编译器和项目类型。