面试题：C语言中getchar()和putchar()在缓冲区处理上的区别

Question

在C语言中，getchar()和putchar()函数与缓冲区密切相关。请详细阐述这两个函数在处理缓冲区方面的具体区别，并且举例说明如何利用这种区别来实现特定的输入输出场景。

Answer 1

1. getchar()和putchar()与缓冲区的区别

• getchar()：
  • 从缓冲区读取：getchar()函数从标准输入缓冲区读取一个字符。如果缓冲区中有数据，它会直接从缓冲区获取字符，而不会等待用户再次输入。只有当缓冲区为空时，才会阻塞等待用户输入，直到用户按下回车键，输入的内容才会被送入缓冲区，getchar()再从缓冲区读取字符。
  • 处理方式：它每次读取一个字符，读取后，缓冲区指针会移动到下一个字符位置。
• putchar()：
  • 向缓冲区写入：putchar()函数将一个字符写入到标准输出缓冲区。通常情况下，输出缓冲区会在缓冲区满、遇到换行符（\n）或程序结束时，才将缓冲区中的内容真正输出到屏幕上。
  • 处理方式：每次向缓冲区写入一个字符。

2. 利用区别实现特定输入输出场景示例

#include <stdio.h>

int main() {
    char ch;
    // 利用getchar()从缓冲区读取字符，直到遇到换行符
    printf("请输入一行字符：\n");
    while ((ch = getchar()) != '\n') {
        // 利用putchar()将读取的字符写入到输出缓冲区并输出，但可以在写入前进行处理
        if (ch >= 'a' && ch <= 'z') {
            ch = ch - 'a' + 'A';
        }
        putchar(ch);
    }
    // 手动添加换行符，确保缓冲区内容输出
    putchar('\n');
    return 0;
}

在上述示例中：

• getchar()的应用：在while循环中，getchar()从标准输入缓冲区读取字符，循环持续到读取到换行符，体现了getchar()从缓冲区读取字符的特性。
• putchar()的应用：putchar()将处理后的字符写入到标准输出缓冲区。如果读取到的是小写字母，将其转换为大写字母后输出。最后手动添加'\n'确保缓冲区内容输出，体现了putchar()向缓冲区写入以及缓冲区的输出机制。