类型检查ANSI C中的任意长度数组

Question

您好，我仅限于 stdio.h、stdlib.h 和 string.h，我需要询问用户输入 - 输入可以是 1 到 6 之间的任意数量的字符，但前两个字符必须是大写字母，其余四个字符必须是 0 到 9 之间的数字。

有效输入示例：

• AB1
• AB1234
• AB
• 一个

无效输入示例：

• AB12345（字符过多）
• 123（前两个字符不是大写字母）
• ABA（第二个字符之后的字符不是数值）

这是我迄今为止的尝试（请记住，我几乎没有使用 C 的经验，这个解决方案“惯用”的可能性几乎没有，我问这个的原因是为了让我可以学习） ：

Flightcode 是一个定义为flightcode[7] 的字符数组，它位于另一个名为flight 的结构中。我先将 fgetsing 到 temp_array[7] 中，然后将 strcpying 到 flight->flightcode 中，以便附加空终止符，我不知道更好的方法。

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

#define MAX_FLIGHTCODE_LEN 6
#define MAX_CITYCODE_LEN 3
#define MAX_NUM_FLIGHTS 50
#define DB_NAME "database"

typedef struct {
  int month;
  int day;
  int hour;
  int minute;
} date_time_t;

typedef struct {
  char flightcode[MAX_FLIGHTCODE_LEN + 1];
  date_time_t departure_dt;
  char arrival_city[MAX_CITYCODE_LEN + 1];
  date_time_t arrival_dt;
} flight_t;

date_time_t departure_dt;
date_time_t arrival_dt;

char * scanline(char *dest, int dest_len);



int main(){

char temp_string[100];
flight_t flight[MAX_NUM_FLIGHTS + 1];
int correct_code = 0;

printf("Enter flight code>\n");

scanline(temp_string, sizeof(flight->flightcode));
strcpy(flight->flightcode, temp_string);

while(correct_code == 0)
{
  for(int i = 0; flight->flightcode[i] != '\0' && correct_code == 0; i++)
  {
    while((i < 2 && (flight->flightcode[i] <= 64 || flight->flightcode[i] >= 91)) || (i > 1 && (flight->flightcode[i] < 48 || flight->flightcode[i] >= 58)))
    {
      printf("Invalid input.\n");

      scanline(temp_string, sizeof(flight->flightcode));
      strcpy(flight->flightcode, temp_string);
    }
    if((i < 2 && (flight->flightcode[i] > 64 || flight->flightcode[i] < 91)) || (i > 1 && (flight->flightcode[i] >= 48 || flight->flightcode[i] < 58)))
    {
      correct_code = 1;
    }
  }
}

}

char * scanline(char *dest, int dest_len){
  int i, ch;
  i = 0;
  for (ch = getchar();
       ch != '\n' && ch != EOF && i < dest_len -1; ch = getchar())
      dest[i++] = ch;
  dest[i] = '\0';

  while (ch != '\n' && ch != EOF)
    ch = getchar();

  return (dest);
}

Answer 1

扫描集和%n 说明符可用于解析输入。
格式字符串"%n%2[A-Z]%n%4[0-9]%n" 在三个位置使用%n 说明符来捕获处理的字符数。如果字符在大写字母集中，则扫描集%2[A-Z] 将最多扫描两个字符。如果字符是数字，%4[0-9] 将最多扫描四个字符。
如果sscanf 扫描了两个值，则减去处理的字符数以确保有两个前导大写字符和六个或更少的总字符，并且尾随字符是终止零。

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

#define MAX_FLIGHTCODE_LEN 6
#define MAX_CITYCODE_LEN 3
#define MAX_NUM_FLIGHTS 50
#define DB_NAME "database"

typedef struct {
    int month;
    int day;
    int hour;
    int minute;
} date_time_t;

typedef struct {
    char flightcode[MAX_FLIGHTCODE_LEN + 1];
    date_time_t departure_dt;
    char arrival_city[MAX_CITYCODE_LEN + 1];
    date_time_t arrival_dt;
} flight_t;

date_time_t departure_dt;
date_time_t arrival_dt;

char * scanline(char *dest, int dest_len);

int main(){
    int head = 0, leading = 0, tail = 0;
    int correct_code = 0;
    int result = 0;
    char temp_string[100];
    char upper[3] = "";
    char digits[5] = "";
    flight_t flight[MAX_NUM_FLIGHTS + 1];
    do {
        printf("Enter flight code>\n");

        scanline(temp_string, sizeof(temp_string));
        if ( 0 < ( result = sscanf ( temp_string, "%n%2[A-Z]%n%4[0-9]%n", &head, upper, &leading, digits, &tail))) {
            if ( 1 == result && 0 == temp_string[leading]) {
                correct_code = 1;
                break;
            }
            if ( 2 == result && 2 == leading - head && 7 > tail - head && 0 == temp_string[tail]) {
                correct_code = 1;
            }
            else {
                printf ( "invalid input\n");
            }
        }
        else {
            printf ( "invalid input\n");
        }
    } while(correct_code == 0);
    printf ( "Input is: %s\n", temp_string);
    strcpy(flight->flightcode, temp_string);
    return 0;
}

char * scanline(char *dest, int dest_len){
    int i, ch;
    i = 0;
    for (ch = getchar(); ch != '\n' && ch != EOF && i < dest_len -1; ch = getchar()) {
        dest[i++] = ch;
    }
    dest[i] = '\0';

    while (ch != '\n' && ch != EOF) {
        ch = getchar();
    }

    return dest;
}

Answer 2

您的函数scanline 并没有比标准函数fgets 做得更多。我建议改用标准功能。删除结尾的换行符 '\n' 很容易。

我已将支票分成 3 个部分：

• 检查长度是否大于 0 且不大于 MAX_FLIGHTCODE_LEN。
• 检查前 2 个字符是否为大写字母 A..Z
• 检查剩余字符是否为数字 0..9

建议代码：

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

#define MAX_FLIGHTCODE_LEN 6
#define MAX_CITYCODE_LEN 3
#define MAX_NUM_FLIGHTS 50
#define DB_NAME "database"

typedef struct {
  int month;
  int day;
  int hour;
  int minute;
} date_time_t;

typedef struct {
  char flightcode[MAX_FLIGHTCODE_LEN + 1];
  date_time_t departure_dt;
  char arrival_city[MAX_CITYCODE_LEN + 1];
  date_time_t arrival_dt;
} flight_t;

date_time_t departure_dt;
date_time_t arrival_dt;


int main(void){

  char temp_string[100];
  flight_t flight[MAX_NUM_FLIGHTS + 1];
  int correct_code;
  size_t len;
  int i;

  do
  {
    /* we first assume the code is correct and set this to 0 on any error */
    correct_code = 1;
    printf("Enter flight code>\n");

    if(fgets(temp_string, sizeof(temp_string), stdin) == NULL)
    {
        if(feof(stdin)) fprintf(stderr, "no input (EOF)\n");
        else perror("fgets");
        correct_code = 0;
        temp_string[0] = '\0';
    }

    if(correct_code)
    {
      len = strlen(temp_string);

      /* cut off newline
       * Use a loop to handle CR and LF just in case Windows might leave more than one character */
      while((len > 0) &&
            ((temp_string[len - 1] == '\n') ||
             (temp_string[len - 1] == '\r')))
      {
        len--;
        temp_string[len] == '\0';
      }

      if(len > MAX_FLIGHTCODE_LEN)
      {
        correct_code = 0;
        fprintf(stderr, "Input must not be longer than %d characters.\n", MAX_FLIGHTCODE_LEN);
      }

      if(len == 0)
      {
        correct_code = 0;
        fprintf(stderr, "Empty input.\n");
      }
    }

    /* check first two letters */
    for(i = 0; (i < 2) && (i < len) && correct_code; i++)
    {
      /* you could use function isupper when you make sure the locale is set to "C" */
      if((temp_string[i] < 'A') || (temp_string[i] > 'Z'))
      {
        correct_code = 0;
        fprintf(stderr, "first two characters must be uppercase letters. Found '%c' at position %d\n", temp_string[i], i);
      }
    }

    /* check digits starting from 3rd character */
    for(i = 2; (i < MAX_FLIGHTCODE_LEN) && (i < len) && correct_code; i++)
    {
      /* you could use function isdigit here */
      if((temp_string[i] < '0') || (temp_string[i] > '9'))
      {
        correct_code = 0;
        fprintf(stderr, "Third to last characters must be digits. Found '%c' at position %d\n", temp_string[i], i);
      }
    }

    if(correct_code)
    {
      /* we already checked that length is not more than MAX_FLIGHTCODE_LEN, so we don't need strncpy to avoid buffer overflow */
      strcpy(flight->flightcode, temp_string);
      printf("Valid code: %s\n", flight->flightcode);
    }
    else
    {
      fprintf(stderr, "Invalid code.\n");
    }
  } while(!correct_code);

  return 0;

}

Answer 3

您的要求与 scanf 可以轻松完成的任务不符，所以我会远离它，并使用 fgets 作为主要读取实用程序。

但是由于可接受的大写和数字字符的数量不是固定的，所以我会使用基于状态机的自定义解析器。它可能不是最优雅和最有效的方式，但它简单、健壮且易于维护。

为了证明这一点，我允许在第一个大写字母之前有空白字符，在最后一个数字之后允许空格。所以下面的代码接受这个正则表达式模式[ \t]*[A-Z]{1,maxupper}[0-9]{0,maxdigit}\s*之后的任意长行，只要它接收到一个大小至少为maxupper+maxupper+1的缓冲区。成功则返回指向缓冲区的指针，否则返回 NULL。

正如你所说，你不能使用 ctype 宏，我已经为我使用的宏定义了 ASCII（或任何从 ASCII 派生的字符集）等价物。

#define TRUE 1
#define FALSE 0

inline int isupper(int c) {
    return c >= 'A' && c <= 'Z';  // only for ASCII and derived
}
inline int isdigit(char c) {
    return c >= '0' && c <= '9';    // guarantee per standard
}
inline int isblank(int c) {
    return c == ' ' || c == '\t';
}
inline int isspace(int c) {
    static const char spaces[] = " \t\r\n\v";
    for(const char *s=spaces; *s != '\0'; s++) {
        if (c == *s) return TRUE;
    }
    return FALSE;
}

char *get_string(char *buffer, int maxupper, int maxdigit, FILE *fd) {
    char buf[16];      // any size >=2 will fit
    char *cur = buffer;
    int state = 0, uppersize=0, digitsize=0;
    for (;;) {         // allow lines longer than buf
        if (NULL == fgets(buf, sizeof(buf), fd)) {
            *cur = '\0';           // EOF: do not forget the terminating NULL
            return state >= 1 ? buffer : NULL;   // must have at least 1 char
        }
        for (char *b=buf; *b!='\0'; b++) {
            switch(state) {
                case 0:   // spaces before first uppercase
                    if (isblank(*b)) break;
                    state++;
                case 1:   // first uppercase
                    if (! isupper(*b)) {
                        state = 5;    // must read up to \n
                        break;
                    }
                    state++;
                case 2:   // process uppercase chars
                    if (! isupper(*b)) {
                        if (uppersize > 0) state++;
                        else  {
                            state = 5;    // must read up to \n
                            break;
                        }
                    }
                    else {
                        if (uppersize >= maxupper)  {
                            state = 5;    // must read up to \n
                            break;
                        }
                        *cur++ = *b;
                        uppersize++;
                        break;
                    }
                case 3:   // process digit chars
                    if (! isdigit(*b)) {
                        state++;
                    }
                    else {
                        if (digitsize >= maxdigit)  {
                            state = 5;    // must read up to \n
                            break;
                        }
                        *cur++ = *b;
                        digitsize++;
                        break;
                    }
                case 4:    // allow spaces after last digit
                    if ('\n' == *b) {
                        *cur = '\0';
                        return buffer;
                    }
                    if (! isspace(*b)) state++
                    break;
                case 5:    // on error clean end of line
                    if ('\n' == *b) return NULL;
            }
        }
    }
}

然后在您的代码中，您只需这样调用它：

...
printf("Enter flight code>\n");
if (NULL == get_string(flight->flightcode, 2, 4, stdin)) {
    // process the error
    ...
}
...

Answer 4

首先，要意识到您的问题文本缺少一个问题。此外，您的问题标题毫无意义。

无论如何，这是一个可能的、故意非常丑陋的解决方案。做法：你想做X，所以你写代码做X。让我们从scanline()开始：

int scanline(char *dest, int dest_len)
{
    int i = 0;
    int ch;
    while (1) {
        // Read
        ch = fgetc(stdin);
        // Check
        if (ch == EOF)
            break;
        if (ch == '\n')
            break;
        if (i >= dest_len - 1)
            break;
        // Use
        dest[i] = ch;
        ++i;
    }
    dest[i] = 0;

    // Is the string finished? Ok!
    if (ch == '\n' || ch == EOF)
        return 1;

    // Otherwise discard the rest of the line. Not ok!
    while (ch != '\n' && ch != EOF)
        ch = fgetc(stdin);
    return 0;
}

我知道这很难看，但我相信澄清文件输入所涉及的三个步骤是有帮助的：读取、检查、使用。请注意，如果该行达到所需的字符数（比缓冲区大小少一个以容纳终止符），它会返回 true。

那么你要检查是否：

1. scanline() 成功
2. 至少有一个字符。
3. 字符 0 介于“A”和“Z”之间
4. 字符 1 介于“A”和“Z”之间
5. 字符 2 介于 '0' 和 '1' 之间
6. 字符 3 介于 '0' 和 '1' 之间
7. 字符 4 介于 '0' 和 '1' 之间
8. 字符 5 介于 '0' 和 '1' 之间

让我们为此编写代码：

int main(void) 
{
    flight_t flight;

    while (1) {
        printf("Enter flight code>\n");
        if (!scanline(flight.flightcode, sizeof(flight.flightcode))) {
            printf("Too many characters.\n");
            continue;
        }
        int i = 0;
        if (flight.flightcode[i] == 0) {
            printf("Empty input.\n");
            continue;
        }
        if (flight.flightcode[i] < 'A' || flight.flightcode[i] > 'Z') {
            printf("Character %d is not upper case.\n", i);
            continue;
        }
        i++;
        if (flight.flightcode[i] == 0)
            break;
        if (flight.flightcode[i] < 'A' || flight.flightcode[i] > 'Z') {
            printf("Character %d is not upper case.\n", i);
            continue;
        }
        i++;
        if (flight.flightcode[i] == 0)
            break;
        if (flight.flightcode[i] < '0' || flight.flightcode[i] > '9') {
            printf("Character %d is not a digit.\n", i);
            continue;
        }
        i++;
        if (flight.flightcode[i] == 0)
            break;
        if (flight.flightcode[i] < '0' || flight.flightcode[i] > '9') {
            printf("Character %d is not a digit.\n", i);
            continue;
        }
        i++;
        if (flight.flightcode[i] == 0)
            break;
        if (flight.flightcode[i] < '0' || flight.flightcode[i] > '9') {
            printf("Character %d is not a digit.\n", i);
            continue;
        }
        i++;
        if (flight.flightcode[i] == 0)
            break;
        if (flight.flightcode[i] < '0' || flight.flightcode[i] > '9') {
            printf("Character %d is not a digit.\n", i);
            continue;
        }
        i++;
        if (flight.flightcode[i] == 0)
            break;
    }
}

一些备注：

1. 在您的代码中，只要第一个字符正常，您就将 correct_code 设置为 1。如果要循环遍历字符，则必须检查是否有错误并退出循环。
2. 当您有特定的字符文字可用时，不要使用 ASCII 代码。
3. 我建议您采用我的解决方案，并作为练习修复它，使其能够与任意 MAX_FLIGHTCODE_LEN 一起工作，并且可能与任意数量的字母和数字一起工作。当然 MAX_FLIGHTCODE_LEN 应该等于它们的总和！
4. 去掉不使用<ctype.h>的无用要求，同时使用<stdbool.h>，让程序员的意图更加清晰。