Linux系统中，如何使用kbhit函数检测键盘输入？

Linux 下 kbhit() 的实现

在Linux操作系统中，kbhit()函数是一个非常有用的工具，用于检测键盘是否有输入，当用户在键盘上输入任何字符时，kbhit()函数会返回一个非零值，否则返回0，通过这个函数，程序可以实时地响应用户的输入，使交互更加流畅，这对于一些需要实时交互的程序来说非常有用，例如游戏、终端应用等。

kbhit() 函数的基本用法

在Windows系统中，kbhit() 是 conio.h 头文件中定义的一个函数，但在Linux中并没有直接对应的函数，我们需要通过其他方式来实现kbhit() 功能，一种常用的方法是通过对终端的输入设置为非阻塞模式，然后使用select() 函数来判断是否有输入，以下是一个简单的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
int set_kbhit() {
    struct termios oldt, newt;
    tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt); // 获取当前终端属性
    newt = oldt; // 复制当前终端属性
    newt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO); // 设置终端为非规范模式和关闭回显
    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt); // 应用新的终端属性
    return 0;
}
int kbhit() {
    struct timeval tv;
    fd_set fds;
    tv.tv_sec = 0;
    tv.tv_usec = 0;
    FD_ZERO(&fds);
    FD_SET(STDIN_FILENO, &fds); // 将标准输入添加到文件描述符集合中
    select(STDIN_FILENO + 1, &fds, NULL, NULL, &tv); // 等待输入
    return FD_ISSET(STDIN_FILENO, &fds); // 检查是否有输入
}
int main() {
    set_kbhit(); // 设置终端为非规范模式
    while (1) {
        if (kbhit()) { // 如果有输入
            char c = getchar(); // 读取输入字符
            printf("Key pressed: %c
", c); // 打印输入字符
        }
    }
    return 0;
}

在这个示例中，首先调用set_kbhit() 函数将终端设置为非规范模式，然后在主循环中调用kbhit() 函数来检测是否有输入就绪，如果有输入就绪，就使用getchar() 函数来获取用户的输入字符，并打印出来。

实现原理详解

为了在Linux下实现类似于Windows中的kbhit() 函数，我们需要了解以下几个关键点：

终端属性：Linux下的终端设备可以通过修改其属性来实现不同的输入输出模式。termios 结构体用于存储终端的属性，其中c_lflag 字段控制终端的本地模式标志，通过设置或清除这些标志位，我们可以改变终端的行为。ICANON 标志表示规范模式，即只有在按下回车键后输入才会被处理；而ECHO 标志表示回显模式，即输入的字符会被显示在屏幕上，通过清除这两个标志位，我们可以让终端进入非规范模式，使得每个输入字符都能立即被处理且不会显示在屏幕上。

非阻塞输入：默认情况下，终端的输入是阻塞的，即程序会在调用read() 或getchar() 等函数时等待用户输入，为了实现非阻塞输入，我们可以使用fcntl() 函数将终端的文件状态标志设置为O_NONBLOCK，这样，即使没有输入，程序也不会阻塞等待。

文件描述符：在Linux中，一切皆文件，终端设备也不例外，它对应一个文件描述符（通常是0），通过操作这个文件描述符，我们可以实现对终端的控制，使用select() 函数可以监控文件描述符的状态变化，从而判断是否有输入就绪。

时间控制：select() 函数允许我们设置超时时间，如果指定的时间内没有事件发生，select() 函数将返回0，这可以用来避免程序无限期地等待输入。

常见问题解答

Q1: 如何在Linux下实现非阻塞键盘输入？

A1: 在Linux下实现非阻塞键盘输入的方法有多种，其中一种常用的方法是通过对终端的输入设置为非阻塞模式，然后使用select() 函数来判断是否有输入，具体步骤如下：

1、使用tcgetattr() 函数获取当前终端的属性。

2、修改终端属性，清除ICANON 和ECHO 标志位，使终端进入非规范模式。

3、使用tcsetattr() 函数应用修改后的终端属性。

4、使用fcntl() 函数将终端的文件状态标志设置为O_NONBLOCK，使终端输入变为非阻塞模式。

5、使用select() 函数监控标准输入的文件描述符，判断是否有输入就绪。

6、如果select() 函数返回值为正数，说明有输入就绪，此时可以使用read() 或getchar() 等函数读取输入字符。

7、如果不再需要非阻塞输入，可以使用tcsetattr() 函数恢复之前的终端属性。

Q2: 为什么在Linux下没有直接提供kbhit() 函数？

A2: Linux系统设计的一个核心理念是“一切皆文件”，所有的设备都被抽象为文件进行处理，这种设计理念使得Linux系统具有很好的灵活性和可扩展性，这也意味着Linux系统并不像Windows那样提供一些特定的API来简化某些常见任务（如键盘输入检测），相反，Linux提供了一套通用的接口（如文件描述符、select() 等），开发者可以根据需要自行组合这些接口来实现复杂的功能，虽然Linux下没有直接提供kbhit() 函数，但通过合理利用现有的接口，开发者仍然可以实现类似的功能。

小伙伴们，上文介绍了“linux kbhit”的内容，你了解清楚吗？希望对你有所帮助，任何问题可以给我留言，让我们下期再见吧。