[已解决]如何让程序一次读一个字符且不需要按下回车就能执行

阳间祝福

        大家好，linux中有个 less 函数用来分页，分页的时候，按下键盘 j 键就自动执行向下滚动一行的操作，我也想实现一个 “一次只读一个字符且不需要按下回车就可以执行” 的机制，但试了一些 system call 函数比如 read(), write() 还是实现不了这个机制（初学，可能没有理解这些函数的正确用法）
       
        所以，我的问题是：
                1. 有没有现成的库函数或系统调用，能实现这个机制？
                2. read() 的机制是怎样的？即使我指定 read(0, buf, 1) 一次只读一个字符(? 是一个字符吗），它还是需要按下回车才读，而且好像，就算我输入“asdf”，read(0, buf, 1) 读到 buf 里后，调用 write(1, buf, 1) 却输出了 “asdf” 而不是我期望的 'a'。
                3. 当我在终端输入“asdf”且没按回车时，这4个字符显示在了终端上，是不是说明 stdin 已经接收到了？那此时，这些字符存到哪里了？有没有可能直接访问到存储这些字符的地方，并取一个字符出来（取'a')?
                4. 题外话，less 源码看不懂。。。less 里这个机制是怎么实现的呢？
       
        谢谢大家！

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人造人

2022-8-14 01:25:42

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <sys/ioctl.h>

int main(void) {
    {
        struct termios termios;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCGETS, &termios);
        termios.c_lflag &= ~ICANON;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCSETS, &termios);
    }
    char ch;
    scanf("%c", &ch);
    printf("'%c'\n", ch);
    printf("'%c'\n", getchar());
    read(STDIN_FILENO, &ch, 1);
    printf("'%c'\n", ch);
    {
        struct termios termios;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCGETS, &termios);
        termios.c_lflag |= ICANON;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCSETS, &termios);
    }
    return 0;
}

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人造人

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <sys/ioctl.h>

int main(void) {
    {
        struct termios termios;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCGETS, &termios);
        termios.c_lflag &= ~ICANON;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCSETS, &termios);
    }
    char ch;
    scanf("%c", &ch);
    printf("'%c'\n", ch);
    printf("'%c'\n", getchar());
    read(STDIN_FILENO, &ch, 1);
    printf("'%c'\n", ch);
    {
        struct termios termios;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCGETS, &termios);
        termios.c_lflag |= ICANON;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCSETS, &termios);
    }
    return 0;
}

人造人

另一个比较有意思的选项是 ECHO，复位这个标志可以让你在输入的时候屏幕上什么也不显示
passwd程序可以让你在输入密码的时候，屏幕上面什么也不显示，passwd程序就是这么整的

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <sys/ioctl.h>

int main(void) {
    {
        struct termios termios;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCGETS, &termios);
        termios.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
        ioctl(STDIN_FILENO, TCSETS, &termios);
    }
    char ch;
    scanf("%c", &ch);
    printf("'%c'\n", ch);
    printf("'%c'\n", getchar());
    read(STDIN_FILENO, &ch, 1);
    printf("'%c'\n", ch);
    {
        struct termios termios;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCGETS, &termios);
        termios.c_lflag |= ICANON | ECHO;
        ioctl(STDIN_FILENO, TCSETS, &termios);
    }
    return 0;
}

人造人

"就算我输入“asdf”，read(0, buf, 1) 读到 buf 里后，调用 write(1, buf, 1) 却输出了 “asdf” 而不是我期望的 'a'。"
看一下你的代码

人造人

less 使用 ncurses 实现的，ncurses 了解一下

人造人

"当我在终端输入“asdf”且没按回车时，这4个字符显示在了终端上"
这是因为设置了 ECHO 标志的原因，没按回车之前 stdin 应该是没有收到字符，这些字符应该是存在内核缓冲区中的（应该是这样）

人造人

"有没有可能直接访问到存储这些字符的地方，并取一个字符出来（取'a')?"
当你的程序调用 scanf、getchar、read这类获取输入的函数以后，你的程序就阻塞了，不再继续运行了
如果没有复位 ICANON 标志，在按下回车之前，你的程序都一直阻塞着，得不到运行的

人造人

(gdb) print *stdin
$1 = {_flags = -72539512, _IO_read_ptr = 0x4052a2 "cd1234\n", _IO_read_end = 0x4052a9 "",
  _IO_read_base = 0x4052a0 "abcd1234\n", _IO_write_base = 0x4052a0 "abcd1234\n",
  _IO_write_ptr = 0x4052a0 "abcd1234\n", _IO_write_end = 0x4052a0 "abcd1234\n", _IO_buf_base = 0x4052a0 "abcd1234\n",
  _IO_buf_end = 0x4056a0 "", _IO_save_base = 0x0, _IO_backup_base = 0x0, _IO_save_end = 0x0, _markers = 0x0,
  _chain = 0x0, _fileno = 0, _flags2 = 0, _old_offset = -1, _cur_column = 0, _vtable_offset = 0 '\000',
  _shortbuf = "", _lock = 0x7ffff7e4e750 <_IO_stdfile_0_lock>, _offset = -1, _codecvt = 0x0,
  _wide_data = 0x7ffff7e4b7e0 <_IO_wide_data_0>, _freeres_list = 0x0, _freeres_buf = 0x0, __pad5 = 0, _mode = -1,
  _unused2 = '\000' <repeats 19 times>}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    // getchar函数把输入的一行字符存入stdin中的缓冲区
    // 然后返回第0个字符
    int ch = getchar();
    // 上面的getchar获取了第0个字符，这里读指针减1之后
    // 读指针指向的位置就是上面getchar返回的那个字符
    --stdin->_IO_read_ptr;
    // 这里验证一下上面说的，看看读指针的位置是不是和变量ch中的字符一样
    if(ch == stdin->_IO_read_ptr[0]) {
        for(char *p = stdin->_IO_read_ptr; p != stdin->_IO_read_end; ++p) {
            printf("'%c' ", *p);
        }
        puts("");
    }
    // 让读指针指向当前输入行的后面
    // 让之后使用stdin的函数去获取新的一行字符
    stdin->_IO_read_ptr = stdin->_IO_read_end;
    scanf("%c", (char *)&ch);
    // 再来一次
    --stdin->_IO_read_ptr;
    if(ch == stdin->_IO_read_ptr[0]) {
        for(char *p = stdin->_IO_read_ptr; p != stdin->_IO_read_end; ++p) {
            printf("'%c' ", *p);
        }
        puts("");
    }
    return 0;
}

$ gcc-debug -o main main.c
$ ./main
asdf1234
'a' 's' 'd' 'f' '1' '2' '3' '4' '
'
zxcv09876
'z' 'x' 'c' 'v' '0' '9' '8' '7' '6' '
'
$

注意，stdin里面的这些变量是下划线开头的，下划线开头的名字是保留的，你不应该使用这些名字
上面的程序很有可能无法在你那边运行，因为这个程序假设stdin里面有_IO_read_ptr这些名字
但是stdin完全可以不是这个样子，stdin是什么样子，这取决于实现

jackz007

#include <stdio.h>
#include <conio.h>

int main(void)
{
        char c , s[2048]                      ;
        int n                                 ;
        printf("请输入密码 : ")               ;        
        for(n = 0 ; (c = getch()) != 3 && c != 13 && c != 27 ;) {
                if(c >= ' ' && c <= 127) {
                        printf("*")           ;
                        s[n ++] = c           ;
                } else if(c == 8 && n) {
                        printf("\b \b")       ;
                        n --                  ; 
                }       
        }
        printf("\n")                          ;
        s[n] = 0                              ;
        if(n) printf("你的密码是 : %s\n" , s) ;
}

人造人

jackz007 发表于 2022-8-14 09:35

conio.h，不是C标准库中的头文件，在C standard library，ISO C 和POSIX标准中均没有定义。

jackz007

人造人 发表于 2022-8-14 09:38
conio.h，不是C标准库中的头文件，在C standard library，ISO C 和POSIX标准中均没有定义。

         有何不妥吗，是 VC 不支持还是 GNU C 编译器不支持？

人造人

jackz007 发表于 2022-8-14 09:42
有何不妥吗，是 VC 不支持还是 GNU C 编译器不支持？

linux 下新版本的gcc也没有这个头文件

$ gcc --version
gcc (GCC) 12.1.1 20220730
Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

$ gcc -g -Wall -o main main.c
main.c:2:10: fatal error: conio.h: No such file or directory
    2 | #include <conio.h>
      |          ^~~~~~~~~
compilation terminated.
$

jackz007

人造人 发表于 2022-8-14 09:44
linux 下新版本的gcc也没有这个头文件

D:\[00.Exerciese.2022]\C>gcc --version
gcc (GCC) 12.1.0
Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

D:\[00.Exerciese.2022]\C>g++ -o x x.c

D:\[00.Exerciese.2022]\C>

人造人

jackz007 发表于 2022-8-14 09:56

看起来只有windows有这个头文件

jackz007

人造人 发表于 2022-8-14 10:00
看起来只有windows有这个头文件

       看来所谓的 "非标准" 就是指的这个了。
       以前，我曾经在 Unix 系统上使用过 ncurses 库，同样可以使用 getch()，只不过相应的头文件是

#include <curses.h>

       编译的时候要特别指定 ncurses 库

g++ -lcurses -o x x.c

人造人

jackz007 发表于 2022-8-14 10:26
看来所谓的 "非标准" 就是指的这个了。
       以前，我曾经在 Unix 系统上使用过 ncurses 库 ...

嗯，我也了解过ncurses

傻眼貓咪

人造人 发表于 2022-8-14 08:21
注意，stdin里面的这些变量是下划线开头的，下划线开头的名字是保留的，你不应该使用这些名字
...

好厉害啊。

因为很多知识点太少用了，我很多都忘记了。程序语言真的需要时常写。

人造人

傻眼貓咪 发表于 2022-8-14 11:10
好厉害啊。

^_^

阳间祝福

人造人 发表于 2022-8-14 08:21
注意，stdin里面的这些变量是下划线开头的，下划线开头的名字是保留的，你不应该使用这些名字
...

谢谢这么详细的回答！！！因为只能选一个最佳答案，所以就选了第一个回答。

学到了 ICANON 和 ECHO 两个标志，确实有意思
刚才好奇为什么要复位 ICANON 和 ECHO, 就把那段删了，然后运行一遍之后，我的命令行输入就“隐身”了。。。吓死，赶紧还原了。没想到是直接影响了当前控制台了。

还想问一下，代码中，把 termios 那 4 行单独用 { } 括起来，只是为了代码的可读性呢，还是说有什么别的用途？

最后，再次感谢回答！

阳间祝福

jackz007 发表于 2022-8-14 09:35

谢谢回答！！

我在 阿里云的服务器上试了一下，也报错说没有 conio.h（gcc version 10.2.1)

但还是谢谢你的回答！