fgets関数が標準入力から受け取る末尾文字について教えてください

Question

実現したいこと

fgets関数で受け取る末尾文字について理解する

前提

バッファリングについて学んでいるのですが、以下のfgets関数で標準入力を受け取って、バッファリングを行う際の処理内容がいまいち掴めず、困っています。

発生している問題・エラーメッセージ

「該当のソースコード」欄に、ソースコードの全文を載せさせて頂きました。
その中で、よくわからないのが、以下の部分です。

if (p != NULL) *p = '\0';
if(buf[0] == '\0') break;

printf("%u: %s", line, buf);
line ++;   

例えば、下記のコードをコンパイル、実行、abcdefghijklmnという文字列を入力したとします。
そうすると、以下のような実行結果になりますよね。

abcdefghijklmn （<-- 入力した内容）
0: abcd1: efgh2: ijkl3: mn

bufは5つ配列の要素を受け取り、0~3のそれぞれ末尾文字として\0がつくため、4文字づつ出力され、処理が終わるところまでは理解できました。

ですが、4回目の処理について違和感があります。
mnが出力される場合、buf[]配列は以下のようになっている認識です。

m n \n \0

ここでstrcharが\nを見つけるので、それを\0に変更。なので、実際にprintfする際は、以下のようになっていると思います。

m n \0 \0

printfで出力する際は、\0時点で末尾文字が入っているため、m n \0　まで出力され、最後の\0はbuf[0]に格納され、後続のbreak処理に入るという理解でいいのでしょうか？

該当のソースコード

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

int main(void)
{
    char buf[5];
    unsigned int line = 0;

    for(;;)
    {
        if((fgets(buf, sizeof buf, stdin)) == NULL)
        {
            fputs("読み込み中にエラーが発生しました", stderr);
            exit(1);
        }

        /*末尾が\nの場合、\0に置き換える*/
        char *p = strchr(buf, '\n');
        if (p != NULL) *p = '\0';

        if(buf[0] == '\0') break;

        printf("%u: %s", line, buf);
        line ++;    
    }
}

試したこと

ここに問題に対して試したことを記載してください。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Comments

[1T2R3M4]

>以下のような実行結果になりますよね。
提示のコードではならないと思います。
違うコードを実行していませんか。

[TeraTera]

すみません、見やすく実行結果を改行したつもりだったのですが、余計でしたね。
実行結果修正しました。

[int32_t]

> 後続のbreak処理に入るという理解でいいのでしょうか？

入力が abcdefghijklmn <Enter> だと、break しないしプログラムは終わらないですよね。
もう一度 <Enter> を押すと break して終わると思います。

[jimbe]

一通り表示されたらプログラムが終わっていると思われているんですね。
終わっている→break している→buf[0]が'\0'になっている→どういうこと? と。
それが一番の原因かもしれません。

[TeraTera]

あー！私の勘違いでしたね
確かに、Enterを押して、その後に処理が終了していました・・・

Enterを押す　→　buf[0]が\nを受け取る　→　後続のstrchrで\0に変換される　→　if文でbreak

しているんですね。
ベストアンサーにしたいのですが、コメントなのでできず、すみません！

[int32_t]

では回答を書いておきます。

[TeraTera]

int32_tさんありがとうございます！BAにします

Answer 1

abcdefghijklmnという文字列を入力したとします。

abcdefghijklmn <Enter> と入力した場合、最後に mn\n\0 → mn\0\0 を表示した後にまた fgets() に入ります。ここで追加の入力がなければ fgets() は返ってきません。よって、break もしませんしプログラムは終了しません。もう一度 <Enter> を入力すると buf[0] に \n が入るので break します。

このコードは、

• 1行の文字数が4の倍数(0文字も含む) + <Enter> だと4文字ずつ表示した後で break して終了。
• 1行の文字数が4の倍数ではない場合、4文字ずつ表示した後て終了しない。次の入力を処理する。
• EOF が現れたら、"読み込み中にエラーが発生しました" と表示して終了。

という挙動になります。

Comments

[TeraTera]

ありがとうございました！ようやく理解できました！！

Answer 2

printfで出力する際は、\0時点で末尾文字が入っているため、m n \0　まで出力され、最後の\0はbuf[0]に格納され、後続のbreak処理に入るという理解でいいのでしょうか？

いいえ。現行コードでは「abcdefghijklmn\n」の場合、breakしていません。

もし貴方がcmd等のCUI上で実行している場合、[3: mn]表示後「入力待機状態」になっているはずです。

paiza.ioを代表とした実行時にあらかじめinputを設定しておく系の外部サイトなどで実行すればエラー終了することが確認できると思います。

Answer 3

m n \0　まで出力され、最後の\0はbuf[0]に格納され、

ココがおかしいです。
"最後の\0" を buf[0] に入れるという処理は見当たりません。
printf が、パラメータに指定されたデータを(表示したからと)操作することもありません。

動かせるコードなのですから、想像するだけでなく実際に動作させて調査しては如何でしょうか。

Comments

[TeraTera]

つまり、最後のprintf()では、以下が出力されており、buf配列の要素は無くなっているということでしょうか？
m n \0 \0

buf[0]に\0が入ってbreakするまでの流れが分からないんですよね・・・
実際に動かしてみると動くのですが、どうしても理解したいので。

[jimbe]

>buf配列の要素は無くなっている

ですから、要素を無くす処理を書いていなければ、無くなることはありません。
fgets が標準入力から取り出すと標準入力からデータが無くなるのと同じように printf が表示したらその元になった変数からデータが無くなるとお考えでしたら、それが間違いです。
printf の前が「m n \0 \0」なら、 printf の後も「m n \0 \0」のままです。

コード一行おきに printf("1\n") とか printf("2\n") とかマークを表示するようにして、プログラムがどう動いているのかを確認してはどうでしょうか。

[TeraTera]

書き方が悪かったですね。
printf()で出力されて、「fgetsでstdinを受け取るという、後続の処理の後に」という意味でした。
自分で調査してみます〜

[jimbe]

入力 (fgets 等) の直前に printf("入力: ") と入れておいたり、プログラム終了時に printf("終了\n") と入れておいたりで、今後はプログラムがどういう状況か分かるように予防処置をしておくと良いかもしれませんね。

[TeraTera]

なるほど、今後自分で状況を整理できるような方法も学んでいきます！ありがとうございます！！