修改 fflush() 以保证在 C 中连续调用 ungetc() 两次

Question

我是 C 初学者，我想连续调用 ungetc() 两次，尽管我知道在常规 C 中这是不允许的。有人告诉我我可以修改Fflush() 来完成这项工作，但是我不知道该怎么做。

这是我的代码，我的Fflush 只允许一个ungetc()，我希望它允许两次。

#define altUngetc(c, fp) ((fp)->next > (fp)->buffer && (c) != EOF ? \
 *--(fp)->next = (c) : EOF)

int altGetc(ALT_FILE *fp) {
  if (fp->next == fp->buffer + fp->bufSize)
  altFflush(fp);

  return fp->flags & FILE_ATEOF ? EOF : *fp->next++;
}

int altFflush(ALT_FILE *fp) {
  int res;

  if (fp->fd < 0 || fp->flags & FILE_ATEOF)
     return EOF;
  if (fp->flags & FILE_READ) {                               
     res = read(fp->fd, fp->buffer, BUF_SIZE);               
     if (res == 0)                                           
        fp->flags |= FILE_ATEOF;                             
     fp->bufSize = res;                                      
     fp->next = fp->buffer;                                  
  }                                                          
  else {                                                     
     res = write(fp->fd, fp->buffer, fp->next - fp->buffer); 
     fp->next = fp->buffer;                                  
  }   
   return res < 0 ? EOF : 0;
}     

Answer 1

正如 cmets 中明智地提到的那样，you should probably first learn to work with the rules instead of trying to break them。但是，我们是来回答这个问题的，这意味着要打破规则！考虑到 fflush()、setbuf() 或 setvbuf() 都不会因为不同的原因在这里工作。

首先，至少需要四个自定义函数。一个用于创建与文件相关的“代理缓冲区”（在fopen() 之后调用），一个用于销毁它（在fclose() 之前调用，一个用于实际取消获取（替换ungetc()，一个用于从文件中检索char（替换fgetc()。不幸的是，这意味着在流上执行fscanf()、fflush() 等...会产生糟糕和丑陋的结果。你必须重写所有stdio！

首先，我们将所有的新东西称为xtdio（“扩展stdio”），所以，首先是xtdio.h...

#ifndef __XTDIO_H__
#define __XTDIO_H__

#include <stdio.h>

typedef struct
{
    FILE *file;
    char *buffer;
    size_t buffer_size;
    size_t buffer_usage;
    size_t buffer_tail_offset;
} XFILE;

/* I know this is not the best of API design, but I need to be
 * compatible with stdio's API.
 */
XFILE *xwrap(FILE *file, size_t max_ungets);
void xunwrap(XFILE *xfile);
int xgetc(XFILE *xfile);
int xungetc(int ch, XFILE *xfile);

#endif

然后，在栅栏的有趣一侧，出现xtdio.c...

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "xtdio.h"

/* Create a XFILE wrapper, along with its respective buffer
 * of 'max_ungets' size, around 'file'.
 */
XFILE *xwrap(FILE *file, size_t max_ungets)
{
    XFILE *xfile = malloc(sizeof(XFILE));
    if(xfile == NULL)
        return NULL;

    xfile->file = file;
    xfile->buffer = malloc(max_ungets);
    if(xfile->buffer == NULL) {
        free(xfile);
        return NULL;
    }

    xfile->buffer_size = max_ungets;
    xfile->buffer_usage = 0;
    xfile->buffer_tail_offset = 0;

    return xfile;
}

/* Undo what 'xwrap()' did.
 */
void xunwrap(XFILE *xfile)
{
    free(xfile->buffer);
    free(xfile);
}

/* Check if there's something in the XFILE's
 * buffer, and return it. Otherwise, fallback
 * onto 'fgetc()'.
 */
int xgetc(XFILE *xfile)
{
    if(xfile->buffer_usage == 0)
        return fgetc(xfile->file);

    if(xfile->buffer_tail_offset == 0)
        xfile->buffer_tail_offset = xfile->buffer_size - 1;
    else
        xfile->buffer_tail_offset--;

    xfile->buffer_usage--;

    return xfile->buffer[xfile->buffer_tail_offset];
}

/* Here's the interesting part! If there's room in the
 * buffer, it puts 'ch' in its front. Otherwise, returns
 * an error.
 */
int xungetc(int ch, XFILE *xfile)
{
    if(xfile->buffer_usage == xfile->buffer_size)
        return EOF; //TODO: Set errno or something

    xfile->buffer[xfile->buffer_tail_offset++] = (char)ch;
    xfile->buffer_tail_offset %= xfile->buffer_size;
    xfile->buffer_usage++;

    return ch;
}

较小的xtdio 库将允许您执行与传递给xwrap() 的参数一样多的取消操作。每个XFILE 都有一个包含未获取字符的缓冲区。当您xgetc() 时，它首先检查缓冲区中是否有东西并检索它。否则，它会退回到fgetc()。示例用例...

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "xtdio.h"

int main()
{
    const char *my_string = "I just ungot this same long string in standard and compliant C! No more one-char limits on ungetc()!\n";
    const size_t my_string_len = strlen(my_string);

    XFILE *xtdin = xwrap(stdin, my_string_len);
    if(xtdin == NULL) {
        perror("xwrap");
        return 1;
    }

    for(size_t i = my_string_len; i != 0; i--)
        xungetc(my_string[i - 1], xtdin);

    int ch;
    while((ch = xgetc(xtdin)) != EOF)
        putchar(ch);

    xunwrap(xtdin);
    return 0;
}

xtdio 可以进一步改进，通过添加诸如 xrewrap() 之类的东西来扩展/缩小缓冲区的大小。

还有一个更好的解决方案，那就是重构你的代码，并遵循约定，这样你就不必ungetc() 两次了。 xtdio 只是一个概念证明，但不是好的代码，永远不会在实践中使用。这样，您就不必处理重写stdio。

Answer 2

如果您知道如何实现int 堆栈，则可以创建自己的ungetc() 函数。只需将ungetc() 的调用替换为myungetc()（等），如果该堆栈有值，则弹出它们而不是从getc() 读取。每当您想取消获取时，只需按照您读取它们的相反顺序将值压入堆栈即可。

我最近的一个项目中的一个例子：

/* stack.h */
#ifndef _STACK_H_
#define _STACK_H_
typedef struct {
  int * vals;
  int currsize;
  int maxsize;
} stack;

int stack_init(stack * this, int size);
void stack_destroy(stack * this);

void push(stack * this, int val);
int pop(stack * this);
int isempty(stack * this);
int isfull(stack * this);
int size(stack * this);
int maxsize(stack * this);
#endif

/* stack.c */
#include <stdlib.h>
#include "stack.h"
#define THIS (this)
#define VALS (this->vals)
#define CURRSIZE (this->currsize)
#define MAXSIZE (this->maxsize)
int stack_init(stack * this, int size) {
  VALS = malloc(sizeof(int)*size);
  CURRSIZE = 0;
  MAXSIZE = size;
  if (!VALS) {
    return 1; /* alloc fail */
  }
  return 0; /* successful init */
}
void stack_destroy(stack * this) {
  free(VALS);
}

void push(stack * this, int val) {
  if (isfull(THIS)) {
    return;
  }
  VALS[CURRSIZE++] = val;
}
int pop(stack * this) {
  if (isempty(THIS)) {
    return 0;
  }
  return VALS[--CURRSIZE];
}
int isempty(stack * this) {
  return (CURRSIZE == 0);
}
int isfull(stack * this) {
  return (CURRSIZE == MAXSIZE);
}
int size(stack * this) {
  return CURRSIZE;
}
int maxsize(stack * this) {
  return MAXSIZE;
}
#undef THIS
#undef VALS
#undef CURRSIZE
#undef MAXSIZE

/* main.c */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "stack.h"

int stgetc(FILE * stream, stack * pushed) { /* The getc() equivalent */
  if (isempty(pushed)) {
    return getc(stream);
  } else {
    return pop(pushed);
  }
}

int stpush(int val, stack * pushed) { /* The ungetc() equivalent */
  if (isfull(pushed)) {
    return 1;
  } else {
    push(pushed,val);
    return 0;
  }
}

int main(int argc, char ** argv) {
  /* startup code, etc. */
  stack pushbuf; /* where the pushback will be stored */
  stack_init(&pushbuf, 32) /* 32 = maximum number of ungetc calls/characters we can push */
  FILE * in = fopen("/some/file","r");
  /* file read */
  int readchar;
  while ((readchar = stgetc(in,pushbuf)) != EOF) {
    /* do stuff */
    stpush(readchar,pushbuf); /* oops, read too much! */
  }
  fclose(&in); /* close file */
  stack_destroy(&pushbuf); /* clean up our buffer */
  /* ... */
}

（我为文字墙道歉，但不可能提供更短的示例） 考虑到您似乎正在处理文件，应该可以向后使用 fseek()，尽管这对文件和 stdin 都有效。