C语言中kbhit()如何检测键盘输入？

kbhit() 是什么？

kbhit() 是一个非标准库函数，它的全称是 "keyboard hit"（键盘敲击），它的主要作用是检查当前是否有键盘按键被按下。

关键特性：

• 非阻塞式：它不会等待用户按键，如果调用时没有按键被按下，它会立即返回 0，如果有一个按键被按下，它会返回一个非零值（通常是按键的 ASCII 码），并且不会消耗这个按键（即按键仍然留在输入缓冲区中）。
• 主要用于控制台程序：在像 Windows 的命令提示符 或 Linux/macOS 的终端 这样的控制台环境中非常有用。
• 实现不统一：由于它不是 C 标准库（如 stdio.h 或 stdlib.h）的一部分，它的实现和头文件在不同的操作系统上是不同的。

为什么需要 kbhit()？

在标准的 C 程序中，当你使用 scanf() 或 getchar() 来读取输入时，程序会阻塞（暂停执行），直到用户真正按下回车键。

场景示例： 你想制作一个简单的游戏，比如一个左右移动的小方块，如果用 scanf，你的代码会像这样：

#include <stdio.h>
int main() {
    int position = 0;
    char input;
    printf("Use 'a' and 'd' to move. Press 'q' to quit.\n");
    while (1) {
        // 程序会在这里停下来，等待你输入一个字符并按回车
        scanf(" %c", &input); 
        if (input == 'q') {
            break;
        } else if (input == 'a') {
            position--;
        } else if (input == 'd') {
            position++;
        }
        printf("Position: %d\n", position);
    }
    return 0;
}

这个程序的问题是,每移动一次，你都必须按一次回车，这非常不流畅。

kbhit() 的解决方案： 使用 kbhit()，你可以创建一个游戏循环，这个循环可以一直运行，不断地检查是否按下了某个键，如果按下了，就执行相应的动作；如果没有，就继续做其他事情（比如更新画面、计算逻辑等），从而实现实时响应。

如何在不同平台上使用 kbhit()？

因为 kbhit() 不是标准函数，所以你需要根据你的操作系统来选择正确的实现方式。

A. 在 Windows 平台上

在 Windows 中，kbhit() 函数是标准 C 运行时库的一部分。

• 头文件: <conio.h>
• 函数原型: int kbhit(void);
• 返回值:
  • 如果有按键被按下,返回一个非零值（通常就是按键的 ASCII 码）。
  • 如果没有按键被按下,返回 0。
• 辅助函数: 通常会和 getch() 配合使用。getch() 也是 <conio.h> 中的函数，它会从键盘读取一个字符，并且不显示在屏幕上，也不会等待回车。

示例代码 (Windows):

#include <stdio.h>
#include <conio.h> // Windows 专用头文件
int main() {
    printf("Press any key to continue, or ESC to quit...\n");
    while (1) {
        // 检查是否有按键被按下
        if (kbhit()) {
            // 如果有，获取按键的 ASCII 码
            int key = getch();
            // 如果按下的是 ESC 键 (ASCII 27)，则退出循环
            if (key == 27) {
                break;
            }
            // 打印按下的键
            printf("You pressed: %c (ASCII: %d)\n", key, key);
        }
        // 如果没有按键，这里可以做其他事情，比如显示一个等待提示
        // _sleep(100); // 暂停 100 毫秒，避免 CPU 占用过高
    }
    printf("Program exited.\n");
    return 0;
}

B. 在 Linux / macOS 平台上

在 Linux 和 macOS 的标准 C 库中没有 kbhit() 函数，你需要自己手动实现它，通常的方法是使用 POSIX 标准中的 <termios.h> 和 <unistd.h> 来修改终端的属性，使其进入“原始模式”（raw mode），然后使用 select() 或 poll() 来检查文件描述符（标准输入 STDIN_FILENO）是否可读。

实现思路：

1. 保存终端的当前设置。
2. 将终端设置为“原始模式”，这样按键就不会被立即显示，也不会被缓冲（直到回车）。
3. 使用 select() 函数来检查 stdin 是否有数据可读（即是否有按键）。
4. select() 返回有数据，则使用 read() 读取字符。
5. 程序退出前,恢复终端的原始设置。

示例代码 (Linux/macOS):

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <sys/select.h>
// 定义 kbhit() 函数
int kbhit() {
    struct timeval tv = {0L, 0L};
    fd_set fds;
    FD_ZERO(&fds);
    FD_SET(STDIN_FILENO, &fds);
    return select(STDIN_FILENO+1, &fds, NULL, NULL, &tv);
}
// 定义 getch() 函数
int getch() {
    struct termios oldt, newt;
    int ch;
    tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt);
    newt = oldt;
    newt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);
    ch = getchar();
    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt);
    return ch;
}
int main() {
    printf("Press any key to continue, or ESC to quit...\n");
    while (1) {
        if (kbhit()) {
            int key = getch();
            if (key == 27) { // ESC
                break;
            }
            printf("You pressed: %c (ASCII: %d)\n", key, key);
        }
        // usleep(10000); // 暂停 10 毫秒
    }
    printf("Program exited.\n");
    return 0;
}

编译命令 (Linux/macOS):

gcc your_program.c -o your_program

跨平台解决方案

如果你想让你的代码同时在 Windows 和 Linux/macOS 上运行，你可以使用 #ifdef 预处理指令来根据操作系统选择不同的实现。

示例代码 (跨平台):

#include <stdio.h>
#ifdef _WIN32
    // Windows 平台
    #include <conio.h>
#else
    // Linux / macOS 平台
    #include <unistd.h>
    #include <termios.h>
    #include <sys/select.h>
    int kbhit() {
        struct timeval tv = {0L, 0L};
        fd_set fds;
        FD_ZERO(&fds);
        FD_SET(STDIN_FILENO, &fds);
        return select(STDIN_FILENO+1, &fds, NULL, NULL, &tv);
    }
    int getch() {
        struct termios oldt, newt;
        int ch;
        tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt);
        newt = oldt;
        newt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
        tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);
        ch = getchar();
        tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt);
        return ch;
    }
#endif
int main() {
    printf("Press any key to continue, or ESC to quit...\n");
    while (1) {
        if (kbhit()) {
            int key = getch();
            if (key == 27) { // ESC
                break;
            }
            printf("You pressed: %c (ASCII: %d)\n", key, key);
        }
    }
    printf("Program exited.\n");
    return 0;
}

kbhit() 是一个非常实用的工具，但它也提醒我们 C 语言在不同平台上的差异性，编写可移植的代码需要对这些差异有所了解。