getcharの働きについて

質問

1文字入出力関数getchar()、putchar()の働きを調べるため、次のソースを作って動かしてみました。'>'を使って、実行結果をテキストファイルに出力してみました。

★ソース1(□はタブ)
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
□int ch;
□printf("何か文字を入力して下さい。\n");
□printf("(Ctrl+Zが入力されたら終了します。)\n");
□while ((ch = getchar()) != EOF)
□□putchar(ch);
□
□return EXIT_SUCCESS;
}
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★実行結果
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何か文字を入力して下さい。
(Ctrl+Zが入力されたら終了します。)
a
abcde
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　上のように、遊びで文字列を入力してみましたところ、1文字と同様に、入力したとおりに出力されました。そこで、入力したものを確認するために、printf()で出力する行を一つ次のように入れましたところ、次の実行結果のようになりました。

★ソース2(□はタブ)
◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
□int ch;
□printf("何か文字を入力して下さい。\n");
□printf("(Ctrl+Zが入力されたら終了します。)\n");
□while ((ch = getchar()) != EOF)
□□printf("入力は%c\n", ch);
□□putchar(ch);
□
□return EXIT_SUCCESS;
}
◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
★実行結果
◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
何か文字を入力して下さい。
(Ctrl+Zが入力されたら終了します。)
入力はa
入力は

入力はa
入力はb
入力はc
入力はd
入力はe
入力は


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　getchar()で上のように文字列を入力した場合、異常終了にはならないのでしょうか。また、2バイト文字('あ')とか、その文字列("あいうえお")を入力して実行してみましたが、異常にはなりませんでした。getchar()に文字列を入力した場合、どのように処理されるのでしょうか。実用的ではないかもしれませんが、コンピュータの動きをちゃんと理解したいと思いますので、よろしくお願い致します。

回答No.1

kmee · ベストアンサー

逆に、なぜ異常終了するかもしれないと感じたのですか?

a
を入力するときに a ENTER とキー入力したはずです。
このプログラムは
getcharで 'a' を受け取る→putcharで 'a' を出力
getcahrで '\n'(改行文字) を受け取る→putcharで '\n' を出力
と、動作します。
元々複数文字読み込んでいるのです。その数が増えただけです。

「あ」の場合も(Shift_JISの場合)
getcharで 「あ」の1バイト目 を受け取る→putcharで 「あ」の1バイト目 を出力
getcahrで 「あ」の2バイト目を受け取る→putcharで 「あ」の2バイト目 を出力
と2回に分けて処理されます。

あと
□while ((ch = getchar()) != EOF)
□□printf("入力は%c\n", ch);
□□putchar(ch);
は
□while ((ch = getchar()) != EOF)
□□printf("入力は%c\n", ch);
のループと
□□putchar(ch);
に分かれます。
最後の文字化けしている箇所は ch=EOF の状態で putchar(ch)した結果だと思われます。

お礼

早々にとても明快なご回答、誠にありがとうございます。よく考えてみます。
　後半の部分は、"{}"をつけるのを忘れていました。まだまだケアレスミスが多いですね、見直しを徹底します。

補足

＞元々複数文字読み込んでいるのです。その数が増えただけです。

　読み込まれた情報は、どこに格納されるのでしょうか。putchar()を使わないでgetchar()ばかりを実行していけば、格納場所にどんどん蓄積されていくのでしょうか、それとも、上書きされていって、putchar()が実行される直前の値だけ保持されているのでしょうか。この辺りのメカニズムが分かりません。ご教授頂けないでしょうか。

　それから、

＞「あ」の場合も(Shift_JISの場合)
＞getcharで 「あ」の1バイト目 を受け取る→putcharで 「あ」の1バイト目 を出力
＞getcahrで 「あ」の2バイト目を受け取る→putcharで 「あ」の2バイト目 を出力
＞と2回に分けて処理されます。

　2バイト文字の場合も理解ができていないのでご教授願います。コードを調べたところ、

文字 あ
S-JIS 0x82A0
JIS 0x2422
UniCode 0x3042

となっていますが、「1バイト目、2バイト目」、「上位バイト(ビット)、下位バイト(ビット)」とは、どちらから数えていくのでしょうか。上の「あ」のシフトJISの場合、コードは
0x82A0
となっていますが、2進数に変換した場合、
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
8 1000
9 1001
A 1010
B 1011
C 1100
D 1101
E 1110
F 1111
より、
0x82A0　→　(2進数)1000 0010 1010 0000
となりますが、
(16進数)(A→)82A0(←B)
(2進数)(C→)1000 0010 1010 0000(←D)
とした場合、16進数ではAかBか、2進数ではCかDのどちらが上位・下位、1バイト目・2バイト目になるのでしょうか。

　あと、whileループに{}をつけて実行したところ、実行結果は
◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
何か文字を入力して下さい。
(Ctrl+Zが入力されたら終了します。)
入力はa
a入力は

入力はa
a入力はb
b入力はc
c入力はd
d入力はe
e入力は

◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
となりました。

回答No.3

Tacosan

当然, バッファが一杯になれば「改行を押していないのに入力される」という状況になります.

何文字必要かは知りませんが, 500文字とか 2000文字とか入れればそのうちなんとかなるかもね.

お礼

ありがとうございました。

回答No.2

notnot

getchar() は「1文字入力する」や「1バイト入力する」という機能ではありません。
「入力された物から1バイト取り出す」という機能です。

入力された物が空（何もまだ入力されていないか、入力された物が取り出し尽くされた後）の場合は、新たに入力が発生しますが、どれだけのサイズをプログラムが入力するかは入力先によります。
端末だと（デフォルトでは）一行を入力するし、ファイルからの入力の場合は入力バッファのサイズ分だけ（4096とか8192バイトとか)入力されます。

説明を簡単にするためにEOFの説明を省くとこんな感じ。

1回目のgetchar()→端末から1行を入力して先頭1バイトを返す
2回目のgetchar()→さっきの残りの2バイト目を返す。もし残りが無かったのなら1回目と同じ
3回目のgetchar()→さっきの残りの3バイト目を返す。もし残りが無かったのなら1回目と同じ

お礼

詳しい解説をありがとうございました。