第十四章：处理与 I/O

级别 2 — 认知

文本处理、格式化 I/O、字符编码——C 如何处理数据的流入和流出，以及 Auto 如何简化它。

输入和输出是程序与外界交互的地方。C 的 I/O 库以 stdio.h 为核心，提供了一组灵活但容易出错的工具。本章涵盖文本处理、格式化输入、字符编码和二进制流——以及 Auto 如何提供更安全的替代方案。

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14.1 文本处理

C 在 <ctype.h> 中提供字符分类函数：

// C 深入：字符分类
#include <ctype.h>
int ch = 'A';
isalpha(ch);    // 真：字母
isdigit(ch);    // 假：不是数字
isupper(ch);    // 真：大写
islower(ch);    // 假：不是小写
isspace(ch);    // 假：不是空白
toupper(ch);    // 'A' -> 'A'
tolower(ch);    // 'A' -> 'a'

这些函数有一个关键警告：传递不能表示为 unsigned char 或 EOF 的值是未定义行为。实际上，这意味着在 char 为有符号的平台上传递值超过 127 的 char 可能导致 UB。

<string.h> 中的字符串操作：

// C 深入：字符串操作
strlen("hello");           // 5
strcpy(dst, src);          // 复制——dst 必须足够大！
strcat(dst, src);          // 连接——dst 必须足够大！
strcmp("abc", "def");      // 负数：abc < def
strncmp("abc", "abd", 2);  // 0：前 2 个字符相等
strchr("hello", 'l');      // 指向第一个 'l' 的指针
strstr("hello", "ell");    // 指向 "ell" 的指针

strcpy 和 strcat 函数是许多缓冲区溢出漏洞的根源。C11 添加了 strncpy_s 和 strcat_s 作为更安全的替代方案，但它们仍然使用不足。

Auto 的方法：安全的字符串操作。 Auto 字符串具有长度跟踪且不可变。可能溢出的操作根本不会出现：

// Auto：安全的文本处理
fn count_words(text str) int {
    var count int = 0
    var in_word bool = false
    for i in 0..len(text) {
        let ch str = str(text[i])
        if ch == " " {
            in_word = false
        } else {
            if !in_word {
                count = count + 1
            }
            in_word = true
        }
    }
    count
}