C-keel standardne sisend: scanf ja fgets kasutamine algajatele

1. Sissejuhatus

Standardse sisendi olulisus

• Arvutusäpp, mis kasutab kasutaja sisestatud numbreid
• Otsingufunktsioon, mis kasutab tekstistringe
• Dünaamilised programmid, mis reageerivad käsurealt antud käskudele

Mida selles artiklis õpid

1. Standardse sisendi põhimõte ja selle teostus C-keeles
2. scanf ja fgets funktsioonide kasutamine
3. Kuidas rakendada turvalist ja töökindlat sisendi töötlemist
4. Edasijõudnutele mõeldud andmetöötluse tehnikad
5. Levinumad probleemid ja nende lahendused

Kellele see artikkel on mõeldud

• Algajad, kes õpivad C-keelt esimest korda
• Programmeerijad, kes ei tunne end kindlalt standardse sisendi kasutamisel
• Need, kes soovivad luua turvalist ja tõhusat sisenditöötlust

2. Mis on standardne sisend

Standardse sisendi määratlus

• Andmeid sisestatakse tavaliselt klaviatuuri kaudu.
• Sisestatud andmeid töödeldakse programmis ning tulemused väljastatakse standardväljundisse.

Standardse sisendi ja väljundi mehhanism

1. Standardne sisend (stdin): andmete vastuvõtmiseks väljastpoolt.
2. Standardne väljund (stdout): programmide tulemuste väljastamiseks.
3. Standardne veaväljund (stderr): veateadete väljastamiseks.

Näide praktilisest toimimisest

#include <stdio.h>

int main() {
    int number;
    printf("Sisesta arv: ");
    scanf("%d", &number); // loe täisarv standardse sisendi kaudu
    printf("Sisestatud arv on: %d\n", number); // väljasta standardväljundisse
    return 0;
}

Standardse sisendi roll ja olulisus

• Andmetöötlusprogrammid: numbrite või tekstistringide sisestamine ja nende põhjal arvutuste või analüüside tegemine.
• Interaktiivsed rakendused: programmi töö muutmine vastavalt kasutaja käskudele.
• Dünaamiline andmete töötlemine: kasutaja sisestatud andmete reaalajas töötlemine.

Standardse sisendi eelised

• Paindlikkus: toetab erinevaid sisendiallikaid, nagu klaviatuur, torud ja ümbersuunamine.
• Lihtsus: sisseehitatud funktsioonide scanf ja fgets abil on sisendi töötlemine lihtne.

3. Standardse sisendi põhitõed C-keeles

scanf funktsiooni kasutamine

Põhisüntaks

int scanf(const char *format, ...);

• format: määrab andmete vormingu stringina.
• ...: muutujate aadressid, kuhu sisestatud väärtused salvestatakse.

Peamised vormingutunnused

Kasutusnäide

#include <stdio.h>

int main() {
    int age;
    printf("Sisesta oma vanus: ");
    scanf("%d", &age); // loeb täisarvu
    printf("Sisestatud vanus on: %d\n", age);
    return 0;
}

Tähelepanekud

• Kui andmeid ei sisestata õiges vormingus, võib tekkida vigu.
• Oluline on piirata sisendi suurust, et vältida puhvermäluga seotud ületäitumisi (nt %s kasutamisel).

fgets funktsiooni kasutamine

Põhisüntaks

char *fgets(char *str, int n, FILE *stream);

• str: massiiv, kuhu sisend salvestatakse.
• n: maksimaalne loetavate märkide arv (massiivi suurus).
• stream: sisendi allikas (tavaliselt stdin).

Kasutusnäide

#include <stdio.h>

int main() {
    char name[50];
    printf("Sisesta oma nimi: ");
    fgets(name, 50, stdin); // loeb kuni 49 märki
    printf("Sisestatud nimi on: %s", name);
    return 0;
}

Tähelepanekud

• Kui sisestatud tekst ületab puhversuuruse, siis ülejäänud osa kärbitakse.
• Kui sisendis on reavahetus, tuleb see käsitsi eemaldada.

Kuidas eemaldada reavahetusmärk

name[strcspn(name, "\n")] = '\0';

scanf ja fgets võrdlus

Kumb valida?

• Kui kasutada scanf: sobib, kui on vaja otse lugeda numbreid või kindlat tüüpi andmeid.
• Kui kasutada fgets: sobib, kui tähtis on turvalisus ja sisend võib olla pikk või keeruline.

4. Turvaline standardse sisendi kasutamine

Kuidas vältida puhvrimälu ületäitumist

Näide sisendi piiramise kohta

#include <stdio.h>

int main() {
    char input[10];
    printf("Sisesta string (kuni 9 märki): ");
    scanf("%9s", input); // loeb kuni 9 märki
    printf("Sisestatud string: %s\n", input);
    return 0;
}

Olulised punktid

• Kasutades nt %9s, saab piirata sisendi pikkust ja vältida massiivi ületamist.

Turvaliseks sisendiks kasuta fgets

fgets kasutamise näide

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

int main() {
    char buffer[20];
    printf("Sisesta string: ");
    fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin); // loeb kuni 19 märki
    buffer[strcspn(buffer, "\n")] = '\0'; // eemaldab reavahetuse
    printf("Sisestatud string: %s\n", buffer);
    return 0;
}

Olulised punktid

• sizeof(buffer) abil saab puhversuuruse määrata automaatselt.
• strcspn funktsiooni abil eemaldatakse sisendist reavahetusmärk.

Sisendandmete kontrollimine

Näide täisarvu kontrollimise kohta

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>

int main() {
    char buffer[20];
    long number;
    char *endptr;

    printf("Sisesta täisarv: ");
    fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);

    errno = 0; // lähtesta veaseisund
    number = strtol(buffer, &endptr, 10); // teisenda string täisarvuks

    if (errno != 0 || endptr == buffer || *endptr != '\0') {
        printf("Palun sisesta kehtiv täisarv.\n");
    } else {
        printf("Sisestatud täisarv: %ld\n", number);
    }

    return 0;
}

Olulised punktid

• strtol võimaldab avastada teisenduse käigus tekkivaid vigu.
• errno ja endptr koos annavad teada, kas teisendustulemus oli korrektne.

Vigade käsitlemise parimad tavad

Näide veakontrollist

#include <stdio.h>

int main() {
    int value;
    printf("Sisesta täisarv: ");

    if (scanf("%d", &value) != 1) { // kui sisend ebaõnnestub
        printf("Sisend on vigane.\n");
        return 1; // lõpetab veaga
    }

    printf("Sisestatud täisarv: %d\n", value);
    return 0;
}

Olulised punktid

• Tuleb kontrollida scanf tagastusväärtust ja teha veakäsitlus, kui sisend ei vasta oodatud vormingule.

Turvalise sisenditöötluse kokkuvõte

• scanf kasutamisel tuleb alati piirata sisendi suurust vormingutunnusega.
• Pikemate stringide või rea kaupa sisendi jaoks kasuta fgets.
• Ära usalda pimesi kasutaja sisendit – tee alati kontroll ja veakäsitlus.

5. Standardse sisendi rakenduslik kasutamine

Mitme andme sisestamine korraga

Näide tühikuga eraldatud sisendist

#include <stdio.h>

int main() {
    int numbers[5];
    printf("Sisesta 5 täisarvu, eraldades need tühikutega: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        scanf("%d", &numbers[i]); // loeb tühikuga eraldatud arvud
    }

    printf("Sisestatud arvud: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

Näide komaga eraldatud sisendist

#include <stdio.h>

int main() {
    int numbers[3];
    printf("Sisesta 3 täisarvu, eraldades need komadega: ");
    scanf("%d,%d,%d", &numbers[0], &numbers[1], &numbers[2]); // loeb komaga eraldatud arvud

    printf("Sisestatud arvud: %d, %d, %d\n", numbers[0], numbers[1], numbers[2]);
    return 0;
}

Sisendi käsitlemine, mis sisaldab reavahetusi ja tühikuid

Näide reavahetuse käsitlemisest

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

int main() {
    char input[100];
    printf("Sisesta tekstirida: ");
    fgets(input, sizeof(input), stdin);

    input[strcspn(input, "\n")] = '\0'; // eemaldab reavahetuse
    printf("Sisestatud tekst: %s\n", input);

    return 0;
}

Mitmerealise sisendi töötlemine

Näide mitmerealisest sisendist

#include <stdio.h>

int main() {
    char line[100];

    printf("Sisesta mitu tekstirida (lõpetamiseks vajuta Ctrl+D):\n");
    while (fgets(line, sizeof(line), stdin) != NULL) {
        printf("Sisestatud rida: %s", line);
    }

    return 0;
}

Dünaamilise sisendi töötlemine

Näide dünaamilise sisendi töötlemisest

#include <stdio.h>

int main() {
    int number, sum = 0;
    printf("Sisesta täisarve (lõpetamiseks vajuta Ctrl+D):\n");

    while (scanf("%d", &number) == 1) {
        sum += number;
    }

    printf("Sisestatud arvude summa: %d\n", sum);
    return 0;
}

Kokkuvõte

6. Levinumad probleemid ja nende lahendused

scanf probleemid ja lahendused

Probleem 1: Sisendi vahelejätmine

Näide

#include <stdio.h>

int main() {
    int number;
    char letter;

    printf("Sisesta täisarv: ");
    scanf("%d", &number);

    printf("Sisesta märk: ");
    scanf("%c", &letter); // loeb kogemata reavahetuse

    printf("Sisestatud arv: %d, märk: %c\n", number, letter);
    return 0;
}

Lahendus

scanf(" %c", &letter); // tühik ignoreerib eelnevad reavahetused

Probleem 2: Puhvrimälu ületäitumine

Näide

char input[10];
scanf("%s", input); // kui sisend on pikem kui 9 märki, tekib ületäitumine

Lahendus

scanf("%9s", input); // piirab sisendi 9 märgiga

fgets probleemid ja lahendused

Probleem 1: Reavahetuse käsitlemine

Näide

char input[20];
fgets(input, sizeof(input), stdin);
if (strcmp(input, "yes") == 0) {
    printf("Sisend on 'yes'.\n");
}

Lahendus

input[strcspn(input, "\n")] = '\0';

Sisendvigade käsitlemine

Probleem 1: Vigane sisend

Näide

int number;
scanf("%d", &number); // kui sisestatakse tekst, võib programm käituda valesti

Lahendus

if (scanf("%d", &number) != 1) {
    printf("Vigane sisend.\n");
    while (getchar() != '\n'); // puhasta sisendipuhver
}

Mitmerealise sisendi probleemid

Probleem: scanf ja fgets segakasutus

Põhjus

Lahendus

while (getchar() != '\n');

Kokkuvõte

7. Näited standardse sisendi kasutamisest

Näide 1: Arvude summa ja keskmise leidmine

#include <stdio.h>

int main() {
    int numbers[100];
    int count = 0, sum = 0;
    float average;

    printf("Sisesta täisarve, eralda need tühikutega (lõpetamiseks vajuta Ctrl+D):\n");

    while (scanf("%d", &numbers[count]) == 1) {
        sum += numbers[count];
        count++;
    }

    if (count > 0) {
        average = (float)sum / count;
        printf("Summa: %d, Keskmine: %.2f\n", sum, average);
    } else {
        printf("Ühtegi arvu ei sisestatud.\n");
    }

    return 0;
}

Näide 2: Palindroomi kontroll

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

bool isPalindrome(char str[]) {
    int start = 0;
    int end = strlen(str) - 1;

    while (start < end) {
        if (str[start] != str[end]) {
            return false;
        }
        start++;
        end--;
    }
    return true;
}

int main() {
    char input[100];

    printf("Sisesta string: ");
    fgets(input, sizeof(input), stdin);

    // eemalda reavahetus
    input[strcspn(input, "\n")] = '\0';

    if (isPalindrome(input)) {
        printf("Sisestatud string on palindroom.\n");
    } else {
        printf("Sisestatud string ei ole palindroom.\n");
    }

    return 0;
}

Näide 3: CSV-andmete töötlemine

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

int main() {
    char input[200];
    char *token;

    printf("Sisesta andmed CSV-formaadis: ");
    fgets(input, sizeof(input), stdin);

    // eemalda reavahetus
    input[strcspn(input, "\n")] = '\0';

    // eralda komadega
    token = strtok(input, ",");
    while (token != NULL) {
        printf("Väärtus: %s\n", token);
        token = strtok(NULL, ",");
    }

    return 0;
}

Näide 4: Interaktiivne programm dünaamilise sisendiga

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

int main() {
    char input[50];

    printf("Sisesta 'exit', et programm lõpetada.\n");
    while (1) {
        printf("Sisesta käsk: ");
        fgets(input, sizeof(input), stdin);

        // eemalda reavahetus
        input[strcspn(input, "\n")] = '\0';

        if (strcmp(input, "exit") == 0) {
            printf("Programm lõpetati.\n");
            break;
        } else {
            printf("Sisestatud käsk: %s\n", input);
        }
    }

    return 0;
}

Kokkuvõte

8. Kokkuvõte

Standardse sisendi olulisuse kordamine

• Standardne sisend on põhiline viis, kuidas programm saab andmeid väljastpoolt ja töötab dünaamiliselt.
• C-keeles saab kasutada scanf ja fgets funktsioone numbrite ja stringide lugemiseks.

Turvalise ja tõhusa sisendi töötlemise põhipunktid

1. Väldi puhvrimälu ületäitumist

• Kasuta scanf puhul sisendi pikkuse piiranguid (nt %9s).
• Pikemate stringide või ridade lugemiseks kasuta fgets.

1. Sisendi valideerimine

• Numbrilise sisendi korral kasuta strtol või strtod ning kontrolli vigu.
• Vigase sisendi korral rakenda korrektset veakäsitlust.

1. Rakenduslikud tehnikad

• Mitme andme korraga lugemisel ja reavahetuste töötlemisel kasuta õigeid meetodeid.

Järgmised sammud

• Standardne väljund ja veaväljund: õpi, kuidas väljastada veateateid ja logisid.
• Failide töötlemine: kombineeri failisisend standardse sisendiga, et luua keerukamaid programme.
• Praktilised ülesanded: loo ise väikseid projekte, võttes eeskujuks artiklis toodud näiteid.

Sõnum lugejale