[C/C++] 輸入比較：cin, get, getline

一、<iostream>

1. cin

(1) 目的

輸入字符(token)，字符主要由空白所間隔出的字串，如："Tsung Square is a good web site."有7個字符，分別為"Tsung"、"Square"、"is"、"a"、"good"、"web"、"site."。

(2) 特色

可多載C字串或C++字串，也就是可以輸入到C風格的內建字元陣列，也可以輸入到C++風格的字串類別。

(3) 空白、換行、tab符號

如果空白 (" ")、換行 ("\n")、tab ("\t")符號出現在前端，cin會在前端連續將他們吃掉捨棄，並繼續連續輸入字元，直到尾端出現這三種符號或EOF (end of file)為止，但cin不會在尾端吃掉他們，也就是他們會保留於輸入流中。如：

1. 輸入："\t\n    \ttsung     \t\t square"
2. str1："\t\n    \t"丟掉並輸入"tsung"
3. str2："     \t\t "丟掉並輸入"square"

(4) 形式

char str1[10];  //C風格的內建字元陣列
string str2;  //C++風格的字串類別
cin >> str1 >> str2;

2. cin.get()

(1) 目的

沒有引數或只有1個引數時，可以輸入字元；如果有2個引數時，可以輸入整行；如果有3個引數時，可以輸入整行或其他輸入的變化。

(2) 特色

和cin.getline()的最大差別在於，尾端如果遇到換行符號（分界符號），cin.get()不會吃掉他，會保留他於輸入流中，只能用於C風格的內建字元陣列。

(3) 換行符號

對於2引數形式，如果前端出現換行符號，cin.get()會吃掉保存1個換行並停止，所以如果前端有2個換行，就會有2個cin.get()分別吃掉保存換行符號；如果尾端出現換行符號，cin.get()會保留換行符號於下次輸入並停止。如：

1. 輸入"\n\n tsung \t\n square"
2. str1： "\n" // 前端的換行符號會吃掉保留
3. str2："\n"
4. str3：" tsung \t" // 注意尾端的換行符號cin.get()不會吃掉，而會保留於輸入流中
5. str4："\n"
6. str5：" square"

(4) 形式

字元變數 = cin.get() // 無引數版如需保留字元，需用指定運算子 (=)
cin.get(字元變數)
cin.get(字元陣列 , 陣列大小) // 分界字元預設為換行符號 '\n'
cin.get(字元陣列 , 陣列大小, 分界字元)

3. cin.getline()

(1) 目的

和cin.get()類似，可以輸入整行。

(2) 特色

和cin.get()的最大差別在於，尾端如果遇到換行符號（分界符號），cin.getline()會吃掉捨棄他，只能用於C風格的內建字元陣列。

(3) 換行符號

如果前端出現換行符號，cin.getline()會吃掉捨棄1個換行並停止，所以如果前端有2個換行，就會有2個cin.getline()分別吃掉換行符號；如果尾端出現換行符號，cin.getline()會吃掉捨棄1個換行符號並停止。如：

1. 輸入"\n\n tsung \t\n square"
2. str1： "null" // 前端的換行符號會吃掉捨棄
3. str2："null"
4. str3：" tsung \t" // 注意尾端的換行符號被cin.getline()吃掉捨棄一個
5. str4：" square"

(4) 形式

cin.getline(字元陣列 , 陣列大小)
cin.getline(字元陣列 , 陣列大小 , 分界位元)

二、<string>

1. getline()

(1) 目的

和cin.getline()類似，可以整行輸入。

(2) 特色

和cin.getline()最大差別就是，getline()是屬於<string>類別的，只能接受C++風格的字串類別，而不能接受C風格的內建字元陣列，並且不用指定陣列大小；而cin.getline()則相反。

(3) 換行符號

遇到換行符號的處理和cin.getline()一樣，會吃掉捨棄1個前端換行並停止，或是吃掉捨棄1個後端換行符號並停止。

(4) 形式

getline(cin , C++字串)
getline(cin , C++字串 , 分界位元)

三、<cstdio>：C原有的標頭檔

1. scanf()

(1) 目的

輸入字符。

(2) 特色

和C++的cin很像，但所在的標頭檔不一樣，且sacnf()必須明確告知資料型別，以及無法自行擴充。cin搭串流配擷取運算子 (>>)可以擴充自身，使用多載運算子的方法，可使cin >>輸入自定義的型別。

(3) 空白、換行、tab符號

遇到這三種符號和cin的處理方式一樣，scanf()會在前端連續將他們吃掉捨棄，並繼續連續輸入字元，直到尾端出現這三種符號或EOF (end of file)為止，但scanf()不會在尾端吃掉他們，會保留他們於輸入流中。

(4) 形式

scanf("形式字串" ,  相對應的變數們)

2. fgets()

(1) 目的

限制長度輸入整行

(2) 特色

和gets()很像，但比較安全因為可以限制字串長度，且可以設定輸入方式（通常設為 標準輸入stdin）。

(3) 換行符號

如果前端遇到換行符號，會吃掉保留1個換行符號在會放入陣列中並停止；如果輸入長度 > 陣列長度 - 1，吃不到換行符號；輸入長度 = 陣列長度 - 1，不會吃掉；但如果輸入長度 < 陣列長度 - 1，會吃掉保留換行符號。所以fgets()輸出時可能會一同將換行符號一起輸出。如：

1. 輸入："\n tsung square\n good\n"
2. str1："\n" // 吃掉保留前端'\n'
3. str2[7]：" tsung" // 輸入長度 > 陣列長度 - 1，吃不到
4. str3[8]：" square" // 輸入長度 = 陣列長度 - 1，不會吃掉
5. str4：'\n'
6. str5[10]：" good\n" // 輸入長度 < 陣列長度 - 1，吃掉保留

(4) 形式

fgets(字元陣列 , 陣列長度 , 輸入方式)

3. gets()

(1) 目的

輸入整行。

(2) 特色

和fgets()很像，沒有長度限制，所以可能會有記憶體溢位 (overflow)的風險。

(3) 換行符號

不建議使用

(4) 形式

gets(字元陣列)

4. getchar()

(1) 目的

輸入字元

(2) 特色

和getc()很像，但可以設定不同的輸入形式，如果輸入形式為stdio，則相等於getc()。

(3) 形式

字元變數 = getchar(輸入形式)

5. getc()

(1) 目的

標準輸入字元

(2) 特色

和getchar()很像，沒有引數所以使用上更為簡潔，getc() == getchar(stdio)。

(3) 形式

字元變數 = getc()

四、名詞解釋與統整

1. 吃掉捨棄：字元從輸入流中遺棄，也不會保留於變數之中。
2. 吃掉保留： 字元從輸入流保存於變數之中。
3. 不會吃掉：字元仍在輸入流當中。
4. 字元 (character)：字串的基本單元。
5. 字符 (token)：主要由空白所間隔出的字串。
6. 字串 (string)：由字元所組成的串列。
7. 字元陣列：C風格的內建指標陣列，宣告方式如：char str[ ]或char *str。
8. 字串類別：C++風格的標準樣板類別，宣告方式如：string str。
9. EOF：end of file的縮寫，即為檔案結束。
10. 陣列長度：上述引數的陣列長度 - 1 = 實際能輸入到陣列中的長度，因為最後一個位子會被填上 '\0'，通常 '\0'不會printt到螢幕中。

前端遇到換行符號，只有cin和scanf()吃掉捨棄會繼續輸入，其餘指令不管吃掉捨棄或保存都會停止；而後端要特別注意不會吃掉換行符號的指令 cin , cin.get() , scanf()，由於這樣的特性，使得換行指令還保留在輸入流中，所以當下一個指令如果會因為前端遇到換行指令而停止，這會造成應該輸入的字串沒有被輸入到對應變數中（邏輯錯誤）。解決方法可以在兩指令中安插一個指令吃掉換行符號，如：

1. cin.get()：吃掉保留1個字元
2. cin.ignore()：忽略1個字元
3. cin.ignore(int n)：忽略n個字元

五、參考文獻

1. GeeksforGeeks。2018。Difference between getc(), getchar(), getch() and getche()。 [Accessed Jan 2021]
2. ITREAD01。2019。C++中的cin、cin.get()、cin.getline()、getline()、gets()等函式的用法。 [Accessed Jan 2021]