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JNeruda
Asked: 2023-08-18 05:53:15 +0800 CST

在 C 中的 scanf() 格式说明符中使用宏获取字符串长度

  • 772

9是否可以用宏替换数字以使这行代码具有更多的代码可维护性？

scanf("%9[^\n]s", str);

我尝试阅读文档，但找不到这些操作的确切名称：

  1. "[^\n]s"

  2. "%ns"

我尝试了这些替代方案，但 Clion 将两行中第一次出现的标记str为错误：

scanf("%" str(MAX_LENGTH) "%[^\n]s", str);

scanf("%" str(MAX_LENGTH) "[^\n]%*c", str);
c

2 个回答

  1. Best Answer

    您收到错误的原因不是str内置函数也不是预定义的宏。您可以定义str为宏并使用字符串化运算符#来执行替换，但这很棘手且令人困惑：str必须定义为调用另一个宏的宏xstr，而该宏又将其参数字符串化为#x：

    #define xstr(x)  #x
#define str(x)  xstr(x)

    但请注意，您的两个示例都有问题：

    • scanf("%" str(MAX_LENGTH) "%[^\n]s", str);s格式末尾有一个额外的内容，这是无用的，并且表明%[...]转换 和之间存在混淆%s，两者都需要字符计数前缀以防止缓冲区溢出。第二个%也是不正确的。str此外，您不应该对宏和目标数组使用相同的标识符：虽然不是错误，但它会使代码不必要地混乱。代码应该写成：

        char buf[MAX_LENGTH + 1];
  scanf("%" str(MAX_LENGTH) "[^\n]", buf);

    • scanf("%" str(MAX_LENGTH) "[^\n]%*c", str);MAX_LENGTH具有正确的形式，但将无条件消耗匹配后的下一个字节，如果该行在换行符之前有多个字节，则该字节不是换行符。不会向调用者返回任何指示。

    • %9[^\n]在空输入行上将失败，因为没有字符与转换规范匹配。scanf()将返回0并使目标数组处于未确定状态。

    这是一个简短的例子：

    #include <stdio.h>

#define MAX_LENGTH  9

#define xstr(x)  #x
#define str(x)  xstr(x)

int main(void) {
    char buf[MAX_LENGTH + 1];
    if (scanf("%" str(MAX_LENGTH) "[^\n]", buf) == 1) {
        printf("got |%s|\n", buf);
    } else {
        printf("invalid input\n");
    }
    return 0;
}

    如果str被定义为#define str(x) #x，调用str(MAX_LENGTH)将扩展为"MAX_LENGTH"。第二个宏调用在第一次扩展初始宏参数后执行其替换，因此str(MAX_LENGTH)扩展为xstr(9)，它扩展为"9"。

    还要注意，这MAX_LENGTH不是目标数组的长度：必须为空终止符添加一个额外的字符，并且宏调用中没有一致性检查：MAX_LENGTH和定义之间的一致性buf完全依赖于程序员。

    此外，如果 的定义MAX_LENGTH不是没有后缀的整数常量，则此宏扩展技巧将无法生成正确的scanf转换说明符。

    更可靠的方法是snprintf构造scanf()格式字符串：

    #include <stdio.h>

#define MAX_LENGTH  9

int main(void) {
    char buf[MAX_LENGTH + 1];
    char format[20];
    snprintf(format, sizeof format, "%%%zu[^\n]", sizeof(buf) - 1);
    if (scanf(format, buf) == 1) {
        printf("got |%s|\n", buf);
    } else {
        printf("invalid input\n");
    }
    return 0;
}

    这个版本效果更好，但也有自己的缺点：它阻止编译器检查格式字符串和其余参数之间的一致性scanf()，这将导致在建议的警告级别（ ）下发出警告-Wall -Wextra，并且这种一致性检查非常有用，而格式字符串构造格式字符串很容易出错。

    最后，这两种方法都很麻烦并且容易出错。fgets()用于您的目的并手动删除尾随换行符要可靠得多：

    #include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAX_LENGTH  9

int main(void) {
    char buf[MAX_LENGTH + 2];
    if (fgets(buf, sizeof buf, stdin)) {
        buf[strcspn(buf, "\n")] = '\0';
        printf("got |%s|\n", buf);
    } else {
        printf("no input\n");
    }
    return 0;
}

    行为略有不同：fgets除非行太长，否则将消耗换行符，这会使错误恢复更加困难。

    总体而言，更好的解决方案似乎是使用自定义函数：

    #include <stdio.h>

#define MAX_LENGTH  9

/* read a line from a stream and truncate excess characters */
int get_line(char *dest, int size, FILE *fp) {
    int c;
    int i = 0;
    while ((c = getc(fp)) != EOF && c != '\n') {
        if (i + 1 < size)
            dest[i] = c;
        i++;
    }
    if (i < size) {
        dest[i] = '\0';
    } else
    if (size > 0) {
        dest[size - 1] = '\0';
    }
    return (i == 0 && c == EOF) ? -1 : i;
}

int main(void) {
    char buf[MAX_LENGTH + 1];
    if (get_line(buf, sizeof buf, stdin) == EOF) {
        printf("invalid input\n");
    } else {
        printf("got |%s|\n", buf);
    }
    return 0;
}

    请注意，该行为仍然与原始scanf()调用略有不同，但可能更接近您的目标：

    • get_line读取整行，包括换行符，多余的字符将被丢弃。
    • get_line如果不为 0，则始终将 C 字符串存储到目标数组中size，即使在文件末尾处buf也是空字符串。 scanf()将EOF在文件末尾返回并保持buf不变。
    • get_line将接受空行，而scanf()会失败、返回0并buf处于不确定状态，这是您可能没有意识到的限制。

    结论：scanf()充满了怪癖。尝试使用显式字符计数来避免缓冲区溢出是一个好主意，但scanf()会导致其他不易处理的问题。通常需要编写自定义代码才能获得精确且一致的语义。

    • 4

  2. 仅当要扩展的宏是一个简单的数字（例如，不是涉及加法或减法的更通用的表达式）时，才可以使用字符串化。

    然后，您必须使用正常的双宏舞蹈才能正确扩展宏：

    #define MAX_LENGTH 32
#define EXPAND_STR(x) #x
#define STR(x) EXPAND_STR(x)

    进而：

    char buffer[MAX_LENGTH + 1];

if (scanf("%" STR(MAX_LENGTH) "[^\n]", buffer) == 1)
    …success…
    • 1

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