Запутался в функции getchar и EOF

getchar и putchar работают со значениями unsigned char, а не со значениями char, поэтому объявление c типом char приводит к тому, что допустимый символ 255 путают с EOF.

Чтобы упростить объяснение, этот ответ предполагает обычную реализацию C, за исключением случаев, когда указано: char знаковый и восьмибитный, EOF равен −1 и преобразование в целые типы со знаком по модулю 2^w, где w — ширина типа в битах. Стандарт C допускает здесь некоторые вариации, но эти предположения типичны для обычных реализаций C и соответствуют поведению, указанному в вопросе.

Рассмотрим этот код для eof.c из вопроса:

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("The part before EOF\n");
    putchar(EOF);
    printf("The part after EOF\n");
}

Когда эта программа выполняется putchar(EOF), происходит следующее:

• putchar преобразует EOF в unsigned char. Это указано в C 2018 7.21.7.3 (через 7.21.7.7 и 7.21.7.8).
• Преобразование -1 в unsigned char дает 255, потому что преобразование в беззнаковый восьмибитный целочисленный тип переносит по модулю 256, а -1 + 256 = 255.
• Код символа 255 записывается в стандартный вывод.

… заменил int c = getchar(); в программе из книги на char c = getchar();, сохранил, а затем скомпилировал программу как 'copy.out'. Когда я запускаю команду ./eof.out | ./copy.out в терминале, я получаю вывод:

The part before EOF

Что происходит с c = getchar();, когда считывается байт 255 и оценивается c = getchar():

• getchar возвращает 255. Обратите внимание, что это код символа как значение unsigned char согласно C 2018 7.21.7.1 (через 7.21.7.5 и 7.21.7.6).
• Чтобы присвоить 255 c, 255 преобразуется в тип char. В соответствии с приведенным выше предположением это оборачивает по модулю 256, что дает -1.

−1 — это значение EOF, поэтому c != EOF ложно, поэтому цикл завершается, и программа завершается.

Почему не putchar(EOF); остановить copy.out ? Разве у double не больше байтов, чем у int и char? что происходит?

С double c значение, присвоенное c, является значением, возвращаемым из getchar; изменений нет из-за того, что тип назначения не может представить все возвращаемые значения getchar. Когда getchar возвращает допустимый код символа 255, c устанавливается на 255, и цикл продолжается. Когда getchar возвращает код -1 для конца файла, c устанавливается в -1, и цикл завершается.

… книга указывает, что должен был быть какой-то сбой, так как я изменил int на char…

Отрывок из книги не говорит, что должен быть какой-то провал. В нем говорится, что EOF — это «значение, которое нельзя спутать ни с одним реальным символом»; это не говорит, что вы не можете преобразовать EOF в char. Если ваша реализация C использует тип unsigned char, преобразование переносит значение по модулю 2^w, где w — количество битов в char, обычно восемь, поэтому по модулю 256. Например, -1 отображается в 255. Если ваша реализация C использует знак char, преобразование определяется реализацией. Таким образом, ваша программа eof.c не выводит индикацию конца файла при оценке putchar(EOF). Вместо этого он выводит код символа 255.