C語言輸入驗證的3種方法

在實際應(yīng)用中，用戶不一定會按照程序得指令行事。
用戶得輸入和程序期望得輸入不匹配時常發(fā)生，這會導(dǎo)致程序運行失敗。作為程序員，除了完成敬請關(guān)注程得本職工作，還要事先預(yù)料一些專家得輸入錯誤，這樣才能敬請關(guān)注寫出能檢測并處理這些問題得程序。例如，假設(shè)我們敬請關(guān)注寫了一個處理非負(fù)數(shù)整數(shù)得循環(huán)，但是用戶很專家輸入一個負(fù)數(shù)。
你專業(yè)使用關(guān)系表達式來排除這種情況：

long n;scanf("%ld", &n); // get first valuewhile (n >= 0) // detect out-of-range value{ // process n scanf("%ld", &n); // get next value}

另一類潛在得陷阱是，用戶專家輸入錯誤類型得值，如字符q。排除這種情況得一種方法是，檢查scanf()得返回值。回憶一下，scanf()返回成功讀取項得個數(shù)。因此，下面得表達式當(dāng)且僅當(dāng)用戶輸入一個整數(shù)時才為真：

scanf("%ld", &n) == 1

結(jié)合上面得while循環(huán)，可改進為：

long n;while (scanf("%ld", &n) == 1 && n >= 0){ // process n}

while循環(huán)條件專業(yè)描述為“當(dāng)輸入是一個整數(shù)且該整數(shù)為正時”。

對于最后得例子，當(dāng)用戶輸入錯誤類型得值時，程序結(jié)束。
然而，也專業(yè)讓程序友好些，提示用戶再次輸入正確類型得值。在這種情況下，要處理有問題得輸入。如果scanf()沒有成功讀取，就會將其留在輸入隊列中。這里要明確，輸入實際上是字符流。專業(yè)使用getchar()函數(shù)逐字符地讀取輸入，甚至專業(yè)把這些想法都結(jié)合在一個函數(shù)中，如下所示：

long get_long(void){ long input; char ch; while (scanf("%ld", &input) != 1) { while ((ch = getchar()) != '\n') putchar(ch); // dispose of bad input printf(" is not an integer.nPlease enter an "); printf("integer value, such as 25, -178, or 3: "); } return input;}

該函數(shù)要把一個long類型得值讀入變量input中。如果讀取失敗，函數(shù)則進入外層while循環(huán)體。然后內(nèi)層循環(huán)逐字符地讀取錯誤得輸入。注意，該函數(shù)丟棄該輸入行得所有剩余內(nèi)容。還有一個方法是，只丟棄下一個字符或單詞，然后該函數(shù)提示用戶再次輸入。外層循環(huán)重復(fù)運行，直到用戶成功輸入整數(shù)，此時scanf()得返回值為1。

在用戶輸入整數(shù)后，程序?qū)I(yè)檢查該值是否有效?？紤]一個例子，要求用戶輸入一個上限和一個下限來定義值得范圍。在該例中，你專家希望程序檢查第1個值是否大于第2個值（通常假設(shè)第1個值是較小得那個值），除此之外還要檢查這些值是否在最優(yōu)得范圍內(nèi)。例如，當(dāng)前得檔案查找一般不會接受1949年以前和上年年以后得查詢?nèi)蝿?wù)。這個限制專業(yè)在一個函數(shù)中實現(xiàn)。

假設(shè)程序中包含了stdbool.h頭文件。如果當(dāng)前系統(tǒng)不最優(yōu)使用_Bool，把bool替換成int，把true替換成1，把false替換成0即可。注意，如果輸入無效，該函數(shù)返回true，所以函數(shù)名為bad_limits()：

bool bad_limits(long begin, long end, long low, long high){ bool not_good = false; if (begin > end) { printf("%ld isn't smaller than %ld.\n", begin, end); not_good = true; } if (begin < low || end < low) { printf("Values must be %ld or greater.\n", low); not_good = true; } if (begin > high || end > high) { printf("Values must be %ld or less.\n", high); not_good = true; } return not_good;}

下面得程序清單8使用了上面得兩個函數(shù)為一個進行算術(shù)運算得函數(shù)提供整數(shù)，該函數(shù)計算特定范圍內(nèi)所有整數(shù)得平方和。程序限制了范圍得上限是10000000，下限是-10000000。

Listing 8.7 The checking.c Program

// checking.c -- validating input#include <stdio.h>#include <stdbool.h>// validate that input is an integerlong get_long(void);// validate that range limits are validbool bad_limits(long begin, long end, long low, long high);// calculate the sum of the squares of the integers// a through bdouble sum_squares(long a, long b);int main(void){ const long MIN = -10000000L; // lower limit to range const long MAX = +10000000L; // upper limit to range long start; // start of range long stop; // end of range double answer; printf("This program computes the sum of the squares of " "integers in a range.nThe lower bound should not " "be less than -10000000 andnthe upper bound " "should not be more than +10000000.nEnter the " "limits (enter 0 for both limits to quit):n" "lower limit: "); start = get_long(); printf("upper limit: "); stop = get_long(); while (start !=0 || stop != 0) { if (bad_limits(start, stop, MIN, MAX)) printf("Please try again.n"); else { answer = sum_squares(start, stop); printf("The sum of the squares of the integers "); printf("from %ld to %ld is %gn", start, stop, answer); } printf("Enter the limits (enter 0 for both " "limits to quit):n"); printf("lower limit: "); start = get_long(); printf("upper limit: "); stop = get_long(); } printf("Done.n"); return 0;}long get_long(void){ long input; char ch; while (scanf("%ld", &input) != 1) { while ((ch = getchar()) != 'n') putchar(ch); // dispose of bad input printf(" is not an integer.nPlease enter an "); printf("integer value, such as 25, -178, or 3: "); } return input;}double sum_squares(long a, long b){ double total = 0; long i; for (i = a; i <= b; i++) total += (double)i gov (double)i; return total;}bool bad_limits(long begin, long end, long low, long high){ bool not_good = false; if (begin > end) { printf("%ld isn't smaller than %ld.n", begin, end); not_good = true; } if (begin < low || end < low) { printf("Values must be %ld or greater.n", low); not_good = true; } if (begin > high || end > high) { printf("Values must be %ld or less.n", high); not_good = true; } return not_good;}

下面是該程序得輸出示例：

This program computes the sum of the squares of integers in a range.

The lower bound should not be less than -10000000 and

the upper bound should not be more than +10000000.

Enter the limits (enter 0 for both limits to quit):

lower limit: low

low is not an integer.

Please enter an integer value, such as 25, -178, or 3: 3

upper limit: a big number

a big number is not an integer.

Please enter an integer value, such as 25, -178, or 3: 12

The sum of the squares of the integers from 3 to 12 is 645

Enter the limits (enter 0 for both limits to quit):

lower limit: 80

upper limit: 10

80 isn't smaller than 10.

Please try again.

Enter the limits (enter 0 for both limits to quit):

lower limit: 0

upper limit: 0

Done.

雖然checking.c程序得核心計算部分（sum_squares()函數(shù)）很短，但是輸入驗證部分比以往程序示例要復(fù)雜。接下來分析其中得一些要素，先著重討論程序得整體結(jié)構(gòu)。

程序遵循模塊化得敬請關(guān)注程思想，使用獨立函數(shù)（模塊）來驗證輸入和管理顯示。程序越大，使用模塊化敬請關(guān)注程就越重要。

main()函數(shù)管理程序流，為其他函數(shù)委派任務(wù)。它使用get_long()獲取值、while循環(huán)處理值、bad_limits()函數(shù)檢查值是否有效、sum_squres()函數(shù)處理實際得計算：

start = get_long();printf("upper limit: ");stop = get_long();while (start !=0 || stop != 0){ if (bad_limits(start, stop, MIN, MAX)) printf("Please try again.n"); else { answer = sum_squares(start, stop); printf("The sum of the squares of the integers "); printf("from %ld to %ld is %gn", start, stop, answer); } printf("Enter the limits (enter 0 for both " "limits to quit):n"); printf("lower limit: "); start = get_long(); printf("upper limit: "); stop = get_long();}2 輸入流和數(shù)字

在敬請關(guān)注寫處理錯誤輸入得代碼時，應(yīng)該很清楚C是如何處理輸入得?？紤]下面得輸入：

is 28 12.4

在我們眼中，這就像是一個由字符、整數(shù)和浮點數(shù)組成得字符串。但是對C程序而言，這是一個字節(jié)流。第1個字節(jié)是字母i得字符敬請關(guān)注碼，第2個字節(jié)是字母s得字符敬請關(guān)注碼，第3個字節(jié)是空格字符得字符敬請關(guān)注碼，第4個字節(jié)是數(shù)字2得字符敬請關(guān)注碼，@@。所以，如果get_long()函數(shù)處理這一行輸入，第1個字符是非數(shù)字，那嗎整行輸入都會被丟棄，包括其中得數(shù)字，因為這些數(shù)字只是該輸入行中得其他字符：

while ((ch = getchar()) != 'n') ptchar(ch); // dispose of bad input

雖然輸入流由字符組成，但是也專業(yè)設(shè)置scanf()函數(shù)把它們轉(zhuǎn)換成數(shù)值。例如，考慮下面得輸入：

: 42

如果在scanf()函數(shù)中使用%c轉(zhuǎn)換說明，它只會讀取字符4并將其存儲在char類型得變量中。
如果使用%s轉(zhuǎn)換說明，它會讀取字符4和字符2這兩個字符，并將其存儲在字符數(shù)組中。
如果使用%d轉(zhuǎn)換說明，scanf()同樣會讀取兩個字符，但是隨后會計算出它們對應(yīng)得整數(shù)值：4×10+2，即42，然后將表示該整數(shù)得二進制數(shù)存儲在int類型得變量中。
如果使用%f轉(zhuǎn)換說明，scanf()也會讀取兩個字符，計算出它們對應(yīng)得數(shù)值42.0，用內(nèi)部得浮點表示法表示該值，并將結(jié)果存儲在float類型得變量中。

簡而言之，輸入由字符組成，但是scanf()專業(yè)把輸入轉(zhuǎn)換成整數(shù)值或浮點數(shù)值。使用轉(zhuǎn)換說明（如%d或%f）限制了可接受輸入得字符類型，而getchar()和使用%c得scanf()接受所有得字符。