fgets() 函数是否附加超过最大长度的 \n\0 个字符？

Question

对于大多数人来说，这似乎是一个愚蠢的问题，但我仍在努力确定最终答案。几个小时前，我决定用 fgets() 替换我项目中的所有 scanf() 函数，以获得更健壮的代码。 我了解到 fgets() 会自动以 '\n' 和 NUL 字符结束插入的输入字符串，但是.. 假设我有这样的事情：

char user[16];

存储用户名的 16 个字符的数组（最多 15 个字符，我为 NUL 终止符保留最后一个字符）。 问题是：如果我插入一个 15 个字符的字符串，那么 '\n' 将出现在数组的最后一个单元格中，但是 NUL 终止符呢？ '\0' 是否存储在以下内存块中？ （调用 printf() 函数时没有分段错误意味着插入的字符串实际上是 NUL 终止的，对吧？）。

Answer 1

来自 C99 标准 (N1256) 的 fgets 文档

7.19.7.2 fgets函数

概要

#include <stdio.h>
char *fgets(char * restrict s, int n,
FILE * restrict stream);

说明

fgets 函数读取的字符数最多比n 指定的字符数少一个 从stream 指向的流到s 指向的数组。没有额外的 在换行符（保留）之后或文件结尾之后读取字符。一种 在读入数组的最后一个字符之后立即写入空字符。

来到你的帖子，你说：

存储用户名的 16 个字符的数组（最多 15 个字符，我为 NUL 终止符保留最后一个字符）。问题是：如果我插入一个 15 个字符的字符串，那么 '\n' 会出现在数组的最后一个单元格中，但是 NUL 终止符呢？

对于这种情况，在下一次调用 fgets 或任何其他从流中读取的调用之前，不会读取换行符。

'\0' 是否存储在以下内存块中？ （调用 printf() 函数时没有分段错误意味着插入的字符串实际上是 NUL 终止的，对吧？）。

始终设置终止空字符。在您的情况下，第 16 个字符将是终止空字符。

Answer 2

正如@5gon12eder 建议的那样，使用：

char user[16];
fgets(user, sizeof user, stdin);

// Function prototype for reference
#include <stdio.h>
char *fgets(char * restrict s, int n, FILE * restrict stream);

现在了解详情：

1. '\n' 和 '\0' 不会自动附加。只有'\0' 会自动附加。 fgets() 将在获得 '\n' 后停止读取，但也会因其他原因（包括完整缓冲区）停止读取。在这些情况下，'\0' 之前没有'\n'。

2. fgets() 不读取 C 字符串，而是读取一行。输入流通常处于文本模式，然后发生行尾翻译。在某些系统上，'\r'、'\n' 对将转换为 '\n'。在其他人身上，它不会。通常正在读取的文件与此翻译匹配，但会出现异常。在二进制模式下，不会发生翻译。

3. fgets() 读入'\0'。并继续阅读。因此使用strlen(buf) 并不总是反映char 读取的真实数量。当'\0'在中间时，可能有一种完全证明的方法来确定读取的char的真实数量，但使用fread()或fgetc()可能更容易编码。

4. 在 EOF 条件（并且没有读取数据）或 IO 错误时，fgets() 返回 NULL。发生 I/O 错误时，缓冲区的内容未定义。

5. 迂腐问题：C 标准使用 int 类型作为缓冲区的大小，但代码通常会传递 size_t 类型的变量。小于 1 或大于 INT_MAX 的大小 n 可能是个问题。 1 的大小应该只是填充buf[0] = '\0'，但某些系统的行为会有所不同，尤其是在 EOF 条件接近或通过时。但只要2 <= n <= INT_MAX，就可以期待终止'\0'。注意：fgets() 可能会在尺寸太小时返回NULL。

6. 代码通常喜欢删除终止 '\n' 的内容可能会导致麻烦。建议：

   char buf[80];
   if (fgets(buf, sizeof buf, stdin) == NULL) Handle_IOError_or_EOF();
   
   // IMO potential UB and undesired behavior
   // buf[strlen(buf)-1] = '\0';
   
   // Suggested end-of-line deleter
   size_t len = strlen(buf);
   if (len > 0 && buf[len - 1] == '\n') buf[--len] = '\0';
   

7. 健壮的代码检查来自fgets() 的返回值。下面的方法有缺点。 1) 如果发生 IO 错误，则未定义缓冲区内容。检查缓冲区内容不会提供可靠的结果。 2) '\0' 可能是第一个 char 读取并且文件不在 EOF 条件下。

   // Following is weak code.
   buf[0] = '\0';
   fgets(buf, sizeof buf, stdin);
   if (strlen(buf) == 0) Handle_EOF();
   
   // Robust, but too much for code snippets
   if (fgets(buf, sizeof buf, stdin) == NULL) {
     if (ferror(stdin)) Handle_IOError();
     else if (feof(stdin)) Handle_EOF();
     else if (sizeof buf <= 1) Handle_too_small_buffer();  // pedantic check
     else Hmmmmmmm();
   }
   

Answer 3

作为 5gon12eder 答案的补充。我假设你有类似的东西：

char user[16];

fgets(user, 16, stdin);

您的输入是 abcdefghijklmno\n ，即 15 个字符和一个换行符。

fgets 将输入 user 输入的 15 (16-1) 个第一个字符，后跟一个 null，您将有效地得到 "abcdefghijklmno"，这就是您想要的

但是...\n 仍然保留在流缓冲区中，实际上可用于同一文件上的下一次读取（无论是fgets 还是其他任何内容）。更准确地说，在你再做一次fgets 之前，你无法知道o 后面是否还有其他字符。

Answer 4

来自fgets的man page：

char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

fgets() 从 stream 中读取最多小于 size 个字符，并将它们存储到 s 指向的缓冲区中。在 EOF 或换行符后停止读取。如果读取了换行符，则将其存储到缓冲区中。一个终止的空字节 ('\0') 存储在缓冲区中的最后一个字符之后。

我认为这很清楚，不是吗？