comp.lang.c FAQ 列表· 问题 19.1

问如何在不等待回车键的情况下，从键盘读取单个字符？如何阻止字符在键入时回显到屏幕上？

答遗憾的是，在 C 语言中没有标准或可移植的方法来做到这些。标准中甚至没有提及屏幕和键盘等概念，它只处理简单的字符 I/O “流”。

计算机程序的输入通常要经过几个阶段。在最低层，操作系统内部的设备相关例程处理与特定设备（如键盘、串行线、磁盘驱动器等）接口的细节。在此之上，现代操作系统倾向于具有设备无关的 I/O 层，统一对任何文件或设备的访问。最后，C 程序通常通过 stdio 库的可移植函数与操作系统的 I/O 设施隔离开来。

在某些层面，交互式键盘输入通常被收集起来，并一次一行地呈现给请求程序。这让操作系统有机会以一致的方式支持输入行编辑（退格/删除/擦除等），而无需将其构建到每个程序中。只有当用户满意并按下回车键（或等效键）时，该行才可供调用程序使用。即使调用程序看起来正在一次读取一个字符（使用getchar等），第一次调用也会阻塞，直到用户键入完整的一行，此时可能会有许多字符变得可用，并且许多字符请求（例如getchar调用）将快速连续地得到满足。

当程序想要立即读取每个到达的字符时，它的行动方案将取决于行集合发生在输入流的哪个位置，以及如何禁用它。在某些系统（例如 MS-DOS、VMS 在某些模式下）下，程序可以使用不同的或修改后的 OS 级别输入调用来绕过一次一行的输入处理。在其他系统（例如 Unix、VMS 在其他模式下）下，负责串行输入的操作系统部分（通常称为“终端驱动程序”）必须置于一种关闭一次一行处理的模式，之后所有对常用输入例程（例如read, getchar等）的调用将立即返回字符。最后，少数系统（特别是较旧的、面向批处理的大型机）在外围处理器中执行输入处理，这些处理器无法被告知执行一次一行输入以外的任何操作。

因此，当您需要执行一次一个字符的输入（或禁用键盘回显，这是一个类似的问题）时，您必须使用特定于您正在使用的系统的技术，假设它提供了一种。由于 comp.lang.c 面向 C 语言定义支持的主题，因此通过参考特定于系统的新闻组（例如 comp.unix.questions 或 comp.os.msdos.programmer）以及这些组的 FAQ 列表，您通常会获得更好的答案。请注意，即使在类似系统的变体之间（例如，在 Unix 的不同变体之间），答案也可能不同；在回答特定于系统的问题时，请记住适用于您的系统的答案可能不适用于其他人的系统。

但是，由于这些问题经常在此处被问到，因此这里提供了一些常见情况的简短答案。

根据您使用的操作系统以及您可用的库，您或许可以使用以下一种（或多种！）技术

如果您可以使用“curses”库，您可以调用cbreak [脚注]（或许还有noecho），之后对getch的调用将立即返回字符。
如果您只想在没有回显的情况下读取一个短密码，您可以尝试使用一个名为getpass的函数（如果可用）。（隐藏键入密码的另一种可能性是在黑色背景上选择黑色字符。）
在“经典”版本的 Unix 下，使用ioctl以及文件描述符 0 上的 TIOCGETP 和 TIOCSETP（或 TIOCSETN）请求来操作 sgttyb 结构，该结构在<sgtty.h>中定义，并在 tty(4) 中记录。在sg_flags字段中，设置 CBREAK（或 RAW）位，或许清除 ECHO 位。
在 System V Unix 下，使用ioctl以及文件描述符 0 上的 TCGETAW 和 TCSETAW 请求来操作 termio 结构，该结构在<termio.h>中定义。在c_lflag字段中，清除 ICANON（或许还有 ECHO）位。此外，将c_cc[VMIN]设置为 1，将c_cc[VTIME]设置为 0。
在提供 POSIX 兼容性的任何操作系统（Unix 或其他）下，使用tcgetattr和tcsetattr在文件描述符 0 上调用来操作 termios 结构，该结构在<termios.h>中定义。在c_lflag字段中，清除 ICANON（或许还有 ECHO）位。此外，将c_cc[VMIN]设置为 1，将c_cc[VTIME]设置为 0。
中定义。在紧急情况下，在 Unix 下，使用system（参见问题 19.27）来调用stty命令来设置终端驱动程序模式（如前三个项目所述）。
在 MS-DOS 下，使用getch或getche或相应的 BIOS 中断。
在 VMS 下，尝试使用屏幕管理 (SMG$) 例程，或 curses，或发出带有 IO$_READVBLK 函数代码（或许还有 IO$M_NOECHO 等）的低级 $QIO 来一次请求一个字符。（也可以在 VMS 终端驱动程序中设置一次一个字符或“直通”模式。）
在其他操作系统下，您只能靠自己了。

（顺便说一句，请注意，简单地使用setbuf或setvbuf将stdin设置为非缓冲，通常不会允许一次一个字符的输入。）

如果您更改了终端模式，请保存初始状态的副本，并确保无论您的程序如何终止，都将其恢复。

如果您正在尝试编写一个可移植的程序，一个好的方法是定义您自己的一组三个函数，以（1）将终端驱动程序或输入系统设置为一次一个字符的模式（如果需要），（2）获取字符，以及（3）在程序完成时将终端驱动程序返回到其初始状态。（理想情况下，这样一组函数可能是 C 标准的一部分，总有一天。）

例如，这是一个微小的测试程序，它打印接下来的十个字符的十进制值，无需等待回车键。它使用如上所述的三个函数编写，然后是 curses、经典 Unix、System V Unix 和 MS-DOS 的三个函数的实现。（与此列表关联的在线存档包含更完整的功能集。）

#include <stdio.h>

main()
{
	int i;
	if(tty_break() != 0)
		return 1;
	for(i = 0; i < 10; i++)
		printf(" = %d\n", tty_getchar());
	tty_fix();
	return 0;
}

三个函数的这个实现是针对 curses 的

#include <curses.h>

int tty_break()
{
	initscr();
	cbreak();
	return 0;
}

int tty_getchar()
{
	return getch();
}

int tty_fix()
{
	endwin();
	return 0;
}

这是 “经典” (V7, BSD) Unix 的代码

#include <stdio.h>
#include <sgtty.h>

static struct sgttyb savemodes;
static int havemodes = 0;

int tty_break()
{
	struct sgttyb modmodes;
	if(ioctl(fileno(stdin), TIOCGETP, &savemodes) < 0)
		return -1;
	havemodes = 1;
	modmodes = savemodes;
	modmodes.sg_flags |= CBREAK;
	return ioctl(fileno(stdin), TIOCSETN, &modmodes);
}

int tty_getchar()
{
	return getchar();
}

int tty_fix()
{
	if(!havemodes)
		return 0;
	return ioctl(fileno(stdin), TIOCSETN, &savemodes);
}

System V Unix 的代码类似

#include <stdio.h>
#include <termio.h>

static struct termio savemodes;
static int havemodes = 0;

int tty_break()
{
	struct termio modmodes;
	if(ioctl(fileno(stdin), TCGETA, &savemodes) < 0)
		return -1;
	havemodes = 1;
	modmodes = savemodes;
	modmodes.c_lflag &= ~ICANON;
	modmodes.c_cc[VMIN] = 1;
	modmodes.c_cc[VTIME] = 0;
	return ioctl(fileno(stdin), TCSETAW, &modmodes);
}

int tty_getchar()
{
	return getchar();
}

int tty_fix()
{
	if(!havemodes)
		return 0;
	return ioctl(fileno(stdin), TCSETAW, &savemodes);
}

最后，这是 MS-DOS 的实现

int tty_break() { return 0; }

int tty_getchar()
{
	return getche();
}

int tty_fix() { return 0; }

关闭回显留给读者作为练习。

有关终端（键盘和屏幕）I/O 编程的详细信息，请参阅特定于您的操作系统的 FAQ 列表、书籍或文档集。（请注意，需要处理的细节可能还有很多，例如要禁用的特殊字符以及要切换的更多模式位，比上面提到的要多。）

另请参见问题 19.2。

其他链接：更多解决方案

参考资料：PCS Sec. 10 pp. 128-9, Sec. 10.1 pp. 130-1
POSIX Sec. 7

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