Vstup

Abychom mohli našim programům dávat příkazy nebo parametrizovat jejich chování, téměř vždy v nich potřebujeme přečíst nějaké informace ze vstupu programu. V této sekci si ukážeme několik užitečných funkcí ze standardní knihovny C, které nám to umožňují. Pro použití těchto funkcí musíte ve svém programu vložit soubor <stdio.h>.

Načtení jednoho znaku

Pro načtení jednoho znaku ze standardního vstupu (stdin) můžeme použít funkci getchar. Ta nám vrátí jeden znak ze vstupu, popřípadě hodnotu makra EOF¹, pokud již je vstup uzavřený a nelze z něj nic dalšího načíst nebo pokud došlo při načítání k nějaké chybě.

Načtení řádku

Načítat vstup po jednotlivých znacích je poměrně zdlouhavé. Velmi často chceme ze vstupu načíst jeden řádek textu. Toho můžeme dosáhnout například použitím funkce fgets. Ta jako parametry přijímá ukazatel na řetězec, do kterého zapíše načítaný řádek, maximální počet znaků, který lze načíst². Třetí parametr je soubor, ze kterého se má vstup načíst. O souborech se dozvíte více později, pokud chcete načítat data ze standardního vstupu, tak použijte jako třetí parametr globální proměnnou stdin, která je nadefinována v souboru <stdio.h>. Pro jednoduché zjištění délky řetězce, do kterého zapisujete, můžete použít operátor sizeof:

#include <stdio.h>

int main() {
    char buf[80];
    // načti řádek textu ze vstupu do řetězce `buf`
    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);

    return 0;
}

Pokud tato funkce vrátí návratovou hodnotu NULL, tak při načítání došlo k chybě. Tuto chybu byste tak ideálně měli nějak ošetřit:

#include <stdio.h>

int main() {
    char buf[80];
    if (fgets(buf, sizeof(buf), stdin) == NULL) {
        printf("Nacteni dat nevyslo. Ukoncuji program\n");
        return 1;
    }

    return 0;
}

Načtení formátovaného textu

Pokud chceme načítat text, který má očekávaný formát, popřípadě chceme text rovnou zpracovat, například jej převést na číslo, můžeme použít formátované načítání vstupu pomocí funkce scanf. Této funkci předáme tzv. formátovací řetězec (format string), který udává, jak má vypadat vstupní text. V tomto řetězci můžeme používat různé zástupné znaky. Za každý zástupný znak ve formátovacím řetězci scanf očekává jeden parametr s adresou, do které se má uložit načtená hodnota popsaná zástupným znakem ze vstupu. Například tento kód načte ze vstupu dvě celá čísla:

int x, y;
scanf("%d%d", &x, &y);

Pomocí formátovacího řetězce můžeme také vyžadovat, co musí v textu být. Například scanf("x%d", ...) načte vstup pouze, pokud v něm nalezne znak 'x' následovaný číslem.

Seznam všech těchto zástupných znaků naleznete v dokumentaci. Načítat můžeme například celá čísla (%d), desetinná čísla (%f) či znaky (%c%).

Funkce scanf načítá data ze standardního vstupu programu (stdin). Obsahuje ovšem několik dalších variant, pomocí kterých může načítat formátovaná data z libovolného souboru (fscanf) nebo třeba i z řetězce v paměti (sscanf).

Funkce scanf je jistě užitečná, zejména u krátkých "toy" programů, nicméně má také určité problémy, které jsou popsány níže. Pokud to je tedy možné, pro načítání vstupu raději používejte funkci fgets.

Načítání řetězců pomocí scanf

Pomocí scanf můžeme načítat také celé řetězce pomocí zástupného znaku %s. Zde si ovšem musíme dávat pozor, abychom u něj uvedli i maximální délku řetězce, do kterého chceme text načíst³:

char buf[21];
scanf("%20s", buf);

Pokud bychom použili zástupný znak %s bez uvedené velikosti cílového řetězce, snadno by se mohlo stát, že nám uživatel zadá moc dat, které by funkce scanf začala vesele zapisovat i za paměť předaného řetězce, což může vést buď k pádu programu (v tom lepším případě) nebo ke vzniku bezpečnostní zranitelnosti, pomocí které by uživatel našeho programu mohl například získat přístup k počítači, na kterém program běží (v tom horším případě):

char buf[21];
// pokud uživatel zadá více než 20 znaků, může svým vstupem začít přepisovat paměť
// běžícího programu
scanf("%s", buf);

Zpracování bílých znaků

Funkce scanf ignoruje bílé znaky (mezery, odřádkování, tabulátory atd.) mezi jednotlivými zástupnými znaky ve formátovacím řetězci. Například v následujícím kódu je validním vstupem x8, x 8 i x 8:

int a;
scanf("x%d", &a);

I když může toto chování být užitečné, někdy je také celkem neintuitivní. Problém může způsobovat zejména, pokud se pro načítání vstupu kombinuje formátované načítání (scanf) s neformátovaným načítáním (např. fgets). Funkce scanf totiž bílé znaky nechá ve vstupu ležet, pokud je nepotřebuje zpracovat.

Například, následující program načítá číslo pomocí funkce scanf a poté se snaží načíst následující řádek textu pomocí funkce fgets:

int cislo;
scanf("%d", &cislo);

char radek[80];
fgets(radek, sizeof(radek), stdin);

Pokud tomuto programu předáme text 5\nahoj, očekávali bychom, že se v řetězci radek objeví ahoj. Nicméně funkce scanf načte číslo 5 a nechá ve vstupu ležet znak odřádkování, protože nic dalšího načíst nepotřebuje. Funkce fgets poté uvidí znak odřádkování, načte jej a skončí své provádění (načte prázdný řádek), což zřejmě není chování, které bychom od programu čekali.

Ošetření chyb

Funkce scanf je problematická i co se týče ošetření chyb. Její návratová hodnota sice udává, kolik zástupných znaků ze vstupu se jí podařilo načíst, problémem však je, že pokud se funkce načte třeba pouze polovinu vstupu, tak již nemůžeme zavolat znovu se stejným formátovacím řetězcem, jinak by se snažila načíst data, která již načetla. Například pokud bychom tomuto programu:

int x, y;
scanf("%d%d", &x, &y);

předali text 5 asd, tak funkce vrátí hodnotu 1, tj. načetla ze vstupu jedno číslo. Nyní ovšem už funkci nemůžeme zavolat znovu (jakmile bychom např. ve vstupu přeskočili nevalidní text), protože v této chvíli už bychom chtěli načíst pouze jedno číslo.

Parametry příkazového řádku

Další možností, jak předat nějaký vstup vašemu programu, je předat mu parametry při spuštění v terminálu:

$ ./program arg1 arg2 arg3

K těmto předaným řetězcům poté lze přistoupit ve funkci main.