关于C#：C-scanf()vs gets()vs fgets()


C - scanf() vs gets() vs fgets()

我一直在做一个相当简单的程序，将一串字符(假设输入了数字)转换为整数。

完成后，我注意到一些我无法回答的非常奇怪的"错误"，主要是因为我对scanf()，gets()和fgets()函数的工作原理了解有限。 (不过，我确实读过很多文献。)

因此，无需编写太多文本，这是程序的代码：

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#include <stdio.h>

#define MAX 100

int CharToInt(const char *);

int main()
{
    char str[MAX];

    printf(" Enter some numbers (no spaces):");
    gets(str);
//  fgets(str, sizeof(str), stdin);
//  scanf("%s", str);

    printf(" Entered number is: %d
", CharToInt(str));

    return 0;
}

int CharToInt(const char *s)
{
    int i, result, temp;

    result = 0;
    i = 0;

    while(*(s+i) != '\0')
    {
        temp = *(s+i) & 15;
        result = (temp + result) * 10;
        i++;
    }

    return result / 10;
}

这就是我一直遇到的问题。首先，使用gets()函数时，该程序可以正常运行。

其次，使用fgets()时，结果略有错误，因为显然fgets()函数最后读取换行符(ASCII值10)字符，从而弄乱了结果。

第三，使用scanf()函数时，结果是完全错误的，因为第一个字符显然具有-52 ASCII值。为此，我没有任何解释。

现在我知道不鼓励使用gets()，所以我想知道是否可以在这里使用fgets()，以便它不会读取(或忽略)换行符。
另外，此程序中的scanf()函数有何处理？

相关讨论

  • 切勿使用gets。它没有针对缓冲区溢出漏洞的保护措施(也就是说，您无法告诉它传递给它的缓冲区有多大，因此它不能阻止用户输入比缓冲区大的行并破坏内存)。

  • 避免使用scanf。如果使用不当，它可能会出现与gets相同的缓冲区溢出问题。即使忽略这一点，它也存在其他问题，导致难以正确使用。

  • 通常，您应该使用fgets代替，尽管有时不方便(您必须去除换行符，必须提前确定缓冲区大小，然后必须弄清楚如何处理太长的行，请保留该部分您会读取并丢弃多余的内容，丢弃整个内容，动态增加缓冲区并重试，等等)。有一些非标准功能可以为您执行此动态分配(例如，POSIX系统上的getline，Chuck Falconer的公共域ggets功能)。请注意，ggets具有类似gets的语义，因为它为您去除了结尾的换行符。

相关讨论

是的，您要避免使用gets。如果缓冲区足够大，fgets将始终读取换行符(这将使您知道何时缓冲区太小，并且还有更多行等待读取)。如果您想要像fgets这样的东西不会读取换行符(丢失指示缓冲区太小的指示)，则可以将fscanf与扫描集转换一起使用，例如："%N[^
]"，其中'N '替换为缓冲区大小-1。

用fgets读取后，从缓冲区中删除尾随换行符的一种简单(如果很奇怪)的方法是：strtok(buffer,"
");这不是打算使用strtok的方式，但是我以这种方式使用了它比预期的方式(我通常会避免)更多。

此代码存在许多问题。我们将修复名称错误的变量和函数，并研究问题：

  • 首先，应将CharToInt()重命名为适当的StringToInt()，因为它对字符串(而不是单个字符)进行操作。

  • 功能CharToInt() [sic。]不安全。它不会检查用户是否意外传入了NULL指针。

  • 它不会验证输入，或更正确地说，是跳过无效输入。如果用户输入非数字，则结果将包含假值。即，如果您输入N，则代码*(s+i) & 15将产生14！

  • 接下来，应该将CharToInt() [sic。]中的非描述temp称为digit，因为这实际上就是它。

  • 同样，kludge return result / 10;就是这样-一个糟糕的技巧，无法解决多虫的实现。

  • 同样，MAX的命名错误，因为它可能与标准用法冲突。即#define MAX(X,y) ((x)>(y))?(x):(y)

  • 详细的*(s+i)不如*s那样可读。无需使用另一个临时索引i来使代码混乱。

gets()

这很糟糕，因为它可能会使输入字符串缓冲区溢出。例如，如果缓冲区大小为2，并且输入16个字符，则会溢出str。

scanf()

这同样很糟糕，因为它可能会使输入字符串缓冲区溢出。

您提到"使用scanf()函数时，结果完全错误，因为第一个字符显然具有-52 ASCII值。"

那是由于对scanf()的错误使用。我无法复制此错误。

fgets()

这是安全的，因为您可以通过传递缓冲区大小(其中包括NULL的空间)来确保您永远不会溢出输入字符串缓冲区。

getline()

少数人建议使用C POSIX标准getline()作为替代。不幸的是，这不是一个实用的便携式解决方案，因为Microsoft没有实现C版本。因此，只有标准C ++字符串模板才有此功能＃27755191问题答案。微软的C ++ getline()至少可以追溯到Visual Studio 6，但是由于OP严格询问C而不是C ++，因此这不是一个选择。

杂项

最后，此实现存在错误，因为它无法检测到整数溢出。如果用户输入的数字太大，该数字可能变为负数！即9876543210将变为-18815698 ?!让我们也修复它。

这对于修复unsigned int而言是微不足道的。如果先前的部分号小于当前的部分号，则我们溢出并返回先前的部分号。

对于signed int，这需要更多的工作。在汇编中，我们可以检查进位标志，但是在C语言中，没有标准的内置方法可以使用带符号的int数学检测溢出。幸运的是，由于我们要乘以常量* 10，因此，如果使用等式，则可以很容易地检测到这一点：

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n = x*10 = x*8 + x*2

如果x * 8溢出，则逻辑上x * 10也将溢出。对于32位int，当x * 8 = 0x100000000时将发生溢出，因此我们要做的就是检测x> = 0x20000000时的情况。由于我们不想假设int有多少位，因此我们仅需要测试是否设置了前3个msb(最高有效位)。

此外，还需要第二次溢出测试。如果在数字级联之后将MSB置1(符号位)，则我们也知道数字溢出。

码

这是一个固定的安全版本，以及可用于检测不安全版本中溢出的代码。我还通过#define SIGNED 1包括了signed和unsigned版本

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#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // isdigit()

// 1 fgets
// 2 gets
// 3 scanf
#define INPUT 1

#define SIGNED 1

// re-implementation of atoi()
// Test Case: 2147483647 -- valid    32-bit
// Test Case: 2147483648 -- overflow 32-bit
int StringToInt( const char * s )
{
    int result = 0, prev, msb = (sizeof(int)*8)-1, overflow;

    if( !s )
        return result;

    while( *s )
    {
        if( isdigit( *s ) ) // Alt.: if ((*s >= '0') && (*s <= '9'))
        {
            prev     = result;
            overflow = result >> (msb-2); // test if top 3 MSBs will overflow on x*8
            result  *= 10;
            result  += *s++ & 0xF;// OPTIMIZATION: *s - '0'

            if( (result < prev) || overflow ) // check if would overflow
                return prev;
        }
        else
            break; // you decide SKIP or BREAK on invalid digits
    }

    return result;
}

// Test case: 4294967295 -- valid    32-bit
// Test case: 4294967296 -- overflow 32-bit
unsigned int StringToUnsignedInt( const char * s )
{
    unsigned int result = 0, prev;

    if( !s )
        return result;

    while( *s )
    {
        if( isdigit( *s ) ) // Alt.: if (*s >= '0' && *s <= '9')
        {
            prev    = result;
            result *= 10;
            result += *s++ & 0xF; // OPTIMIZATION: += (*s - '0')

            if( result < prev ) // check if would overflow
                return prev;
        }
        else
            break; // you decide SKIP or BREAK on invalid digits
    }

    return result;
}

int main()
{
    int  detect_buffer_overrun = 0;

    #define   BUFFER_SIZE 2    // set to small size to easily test overflow
    char str[ BUFFER_SIZE+1 ]; // C idiom is to reserve space for the NULL terminator

    printf(" Enter some numbers (no spaces):");

#if   INPUT == 1
    fgets(str, sizeof(str), stdin);
#elif INPUT == 2
    gets(str); // can overflows
#elif INPUT == 3
    scanf("%s", str); // can also overflow
#endif

#if SIGNED
    printf(" Entered number is: %d
", StringToInt(str));
#else
    printf(" Entered number is: %u
", StringToUnsignedInt(str) );
#endif
    if( detect_buffer_overrun )
        printf("Input buffer overflow!
" );

    return 0;
}
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您是正确的，永远不要使用gets。如果要使用fgets，则可以简单地覆盖换行符。

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char *result = fgets(str, sizeof(str), stdin);
char len = strlen(str);
if(result != NULL && str[len - 1] == '
')
{
  str[len - 1] = '\0';
}
else
{
  // handle error
}

这确实假定没有嵌入式NULL。另一个选项是POSIX getline：

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char *line = NULL;
size_t len = 0;
ssize_t count = getline(&line, &len, stdin);
if(count >= 1 && line[count - 1] == '
')
{
  line[count - 1] = '\0';
}
else
{
  // Handle error
}

getline的优点是它为您进行分配和重新分配，它处理可能的嵌入式NULL，并返回计数，因此您不必浪费时间使用strlen。请注意，不能将数组与getline一起使用。指针必须是NULL或可释放的。

我不确定您在使用scanf遇到什么问题。

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永远不要使用gets()，否则可能导致不可预测的溢出。如果您的字符串数组的大小为1000，并且我输入1001个字符，则可以缓冲程序溢出。

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尝试将fgets()与CharToInt()的此修改版本一起使用：

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int CharToInt(const char *s)
{
    int i, result, temp;

    result = 0;
    i = 0;

    while(*(s+i) != '\0')
    {
        if (isdigit(*(s+i)))
        {
            temp = *(s+i) & 15;
            result = (temp + result) * 10;
        }
        i++;
    }

    return result / 10;
}

它实际上是验证输入数字，并忽略其他任何内容。这是非常粗糙的，所以将其修改并加盐调味。

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因此，我不是一名程序员，但是让我尝试回答您有关scanf();的问题。我认为scanf很好，几乎可以将其用于所有内容，而不会出现任何问题。但是您采用的结构并不完全正确。它应该是：

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char str[MAX];
printf("Enter some text:");
scanf("%s", &str);
fflush(stdin);

变量前面的"＆"很重要。它告诉程序将扫描值保存在哪个位置(在哪个变量中)。
fflush(stdin);从标准输入(键盘)清除缓冲区，因此您不太可能出现缓冲区溢出。

gets / scanf和fgets之间的区别是gets();和scanf();仅扫描到第一个空格' '，而fgets();扫描整个输入。 (但请确保稍后清洗缓冲区，以免以后再溢出)

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