Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

 char* f; /* считывает данные в буфер a;

возвращает указатель на первый считанный символ */

Кроме того, выбирайте осмысленные имена.

27.6. Ввод-вывод: заголовок stdio

В языке С нет потоков ввода-вывода iostream, поэтому мы используем стандартный механизм ввода-вывода языка С, определенный в заголовочном файле <stdio.h>. Эквивалентами потоков ввода и вывода cin и cout из языка С++ в языке С являются потоки stdin и stdout. Стандартные средства ввода-вывода языка С и потоки iostream могут одновременно использоваться в одной и той же программе (для одних и тех же потоков ввода-вывода), но мы не рекомендуем это делать. Если вам необходимо совместно использовать эти механизмы, хорошенько разберитесь в них (обратите особое внимание на функцию ios_base::sync_with_stdio), используя хороший учебник. См. также раздел Б.10.

27.6.1. Вывод

Наиболее популярной и полезной функцией библиотеки stdio является функция printf. Основным предназначением функции printf является вывод С-строки.

 #include<stdio.h>
 void f(const char* p)
 {
  printf("Hello, World!\n");
  printf(p);
 }

Это не очень интересно. Намного интереснее то, что функция printf может получать любое количество аргументов и начальную управляющую строку, которая определяет, как вывести дополнительные аргументы. Объявление функции printf в языке C выглядит следующим образом:

 int printf(const char* format, ...);

Многоточие (...) означает “и, возможно, остальные аргументы”. Мы можем вызвать функцию printf так:

 void f1(double d, char* s, int i, char ch)
 {
  printf("double %g string %s int %d char %c\n", d, s, i, ch);
 }

где символы %g означают: “Напечатать число с плавающей точкой, используя универсальный формат”, символы %s означают: “Напечатать С-строку”, символы %d означают: “Напечатать целое число, используя десятичные цифры,” а символы %c означают: “Напечатать символ”. Каждый такой спецификатор формата связан со следующим, до поры до времени не используемым аргументом, так что спецификатор %g выводит на экран значение переменной d; %s — значение переменной s, %d — значение переменной i, а %c — значение переменной ch. Полный список форматов функции printf приведен в разделе Б.10.2.

К сожалению, функция printf не является безопасной с точки зрения типов. Рассмотрим пример.

 char a[] = { 'a', 'b' }; /* нет завершающего нуля */
 void f2(char* s, int i)
 {
  printf("goof %s\n", i); /* неперехваченная ошибка */
  printf("goof %d: %s\n", i); /* неперехваченная ошибка */
  printf("goof %s\n", a); /* неперехваченная ошибка */}

Интересен эффект последнего вызова функции printf: она выводит на экран каждый байт участка памяти, следующего за элементом a[1], пока не встретится нуль. Такой вывод может состоять из довольно большого количества символов.

Недостаток проверки типов является одной из причин, по которым мы предпочитаем потоки iostream, несмотря на то, что стандартный механизм ввода-вывода, описанный в библиотеке stdio языков C и C++, работает одинаково. Другой причиной является то, что функции из библиотеки stdio не допускают расширения: мы не можем расширить функцию printf так, чтобы она выводила на экран значения переменных вашего собственного типа. Для этого можно использовать потоки iostream. Например, нет никакого способа, который позволил бы вам определить свой собственный спецификатор формата %Y для вывода структуры struct Y.

Существует полезная версия функции printf, принимающая в качестве первого аргумента дескриптор файла.

 int fprintf(FILE* stream, const char* format, ...);

Рассмотрим пример.

 fprintf(stdout,"Hello, World!\n"); // идентично
  // printf("Hello,World!\n");
 FILE* ff = fopen("My_file","w"); // открывает файл My_file
  // для записи
 fprintf(ff,"Hello, World!\n"); // запись "Hello,World!\n"
  // в файл My_file

Дескрипторы файлов описаны в разделе 27.6.3.

27.6.2. Ввод

Ниже перечислены наиболее популярные функции из библиотеки stdio.

 int scanf(const char* format, ...); /* форматный ввод из потока stdin */
 int getchar(void); /* ввод символа из потока stdin */
 int getc(FILE* stream); /* ввод символа из потока stream*/
 char* gets(char* s); /* ввод символов из потока stdin */

Простейший способ считывания строки символов — использовать функцию gets. Рассмотрим пример.

 char a[12];
 gets(a); /* ввод данных в массив символов a вплоть до символа '\n' */

Никогда не делайте этого! Считайте, что функция gets отравлена. Вместе со своей ближайшей “родственницей” — функцией scanf("%s") — функция gets является мишенью для примерно четверти успешных хакерских атак. Она порождает много проблем, связанных с безопасностью. Как в тривиальном примере, приведенном выше, вы можете знать, что до следующей новой строки будет введено не более 11 символов? Вы не можете этого знать. Следовательно, функция gets почти наверное приведет к повреждению памяти (байтов, находящихся за буфером), а повреждение памяти является основным инструментом для хакерских атак. Не считайте, что можете угадать максимальный размер буфера, достаточный на все случаи жизни. Возможно, что “субъект” на другом конце потока ввода — это программа, не соответствующая вашим критериям разумности.

Функция scanf считывает данные с помощью формата точно так же, как и функция printf. Как и функция printf, она может быть очень удобной.

 void f
 {
  int i;
  char c;
  double d;
  char* s = (char*)malloc(100);
  /* считываем данные в переменные, передаваемые как указатели: */
  scanf("%i %c %g %s", &i, &c, &d, s);
  /* спецификатор %s пропускает первый пробел и прекращает
  действие на следующем пробеле */
 }

Как и функция printf, функция scanf не является безопасной с точки зрения типов. Форматные символы и аргументы (все указатели) должны точно соответствовать друг другу, иначе во время выполнения программы будут происходить странные вещи. Обратите также внимание на то, что считывание данных в строку s с помощью спецификатора %s может привести к переполнению. Никогда не используйте вызовы gets или scanf("%s")!

Итак, как же безопасно ввести символы? Мы можем использовать вид формата %s, устанавливающий предел количества считываемых символов. Рассмотрим пример.

 char buf[20];
 scanf("%19s",buf);

Нам требуется участок памяти, заканчивающийся нулем (содержание которого вводится функцией scanf), поэтому 19 — это максимальное количество символов, которое можно считать в массив buf. Однако этот способ не отвечает на вопрос, что делать, если некто введет больше 19 символов. Лишние символы останутся в потоке ввода и будут обнаружены при следующей попытке ввода.