C 程式設計對緩衝區的理解

什麼是緩衝區

緩衝區又稱為快取，它是記憶體空間的一部分。也就是說，在記憶體空間中預留了一定的儲存空間，這些儲存空間用來緩衝輸入或輸出的資料，這部分預留的空間就叫做緩衝區。

緩衝區根據其對應的是輸入裝置還是輸出裝置，分為輸入緩衝區和輸出緩衝區。

為什麼要引入緩衝區

我們為什麼要引入緩衝區呢？

比如我們從磁碟裡取資訊，我們先把讀出的資料放在緩衝區，計算機再直接從緩衝區中取資料，等緩衝區的資料取完後再去磁碟中讀取，這樣就可以減少磁碟的讀寫次數，再加上計算機對緩衝區的操作大大快於對磁碟的操作，故應用緩衝區可大大提高計算機的執行速度。

又比如，我們使用印表機列印文件，由於印表機的列印速度相對較慢，我們先把文件輸出到印表機相應的緩衝區，印表機再自行逐步列印，這時我們的cpu可以處理別的事情。

現在您基本明白了吧，緩衝區就是一塊記憶體區，它用在輸入輸出裝置和cpu之間，用來快取資料。它使得低速的輸入輸出裝置和高速的cpu能夠協調工作，避免低速的輸入輸出裝置占用cpu，解放出cpu，使其能夠高效率工作。

緩衝區的型別

緩衝區 分為三種型別：全緩衝、行緩衝和不帶緩衝。

1、全緩衝

在這種情況下，當填滿標準i/o快取後才進行實際i/o操作。全緩衝的典型代表是對磁碟檔案的讀寫。

2、行緩衝

在這種情況下，當在輸入和輸出中遇到換行符時，執行真正的i/o操作。這時，我們輸入的字元先存放在緩衝區，等按下回車鍵換行時才進行實際的i/o操作。典型代表是鍵盤輸入資料。

3、不帶緩衝

也就是不進行緩衝，標準出錯情況stderr是典型代表，這使得出錯資訊可以直接盡快地顯示出來。

緩衝區的重新整理

下列情況會引發緩衝區的重新整理:

1、緩衝區滿時；

2、執行flush語句；

3、執行endl語句；

4、關閉檔案。

可見，緩衝區滿或關閉檔案時都會重新整理緩衝區，進行真正的i/o操作。另外，在c++中，我們可以使用flush函式來重新整理緩衝區（執行i/o操作並清空緩衝區），如：

cout/

將視訊記憶體的內容立即輸出到顯示器上進行顯示

cout相當於

cout通過例項演示說明
1、檔案操作演示全緩衝
建立乙個控制台工程，輸入如下**：
#include #include 
using
namespace
std;
intmain()
//dos命令：暫停，按任意鍵繼續
system("
pause");
stream
<
;    system(
"pause
");

return0;

}

編寫這段小**的目的是驗證windowsxp下全緩衝的大小是4096個位元組，並驗證緩衝區滿後會重新整理緩衝區，執行真正的i/o操作。

編譯並執行，執行結果如下：

此時開啟工程所在資料夾下的a.txt檔案，您會發現該檔案是空的，這說明4096個字元「a」還在緩衝區，並沒有真正執行i/o操作。敲一下回車鍵，視窗變為如下：

此時再開啟a.txt檔案，您就會發下該檔案中已經有了4096個字元「a」。這說明全緩衝區的大小是4k（4096），緩衝區滿後執行了i/o操作，而字元「b」還在緩衝區。

再次敲一下回車鍵，視窗變為如下：

此時再開啟test.txt檔案，您就會發現字元「b」也在其中了。這一步驗證了檔案關閉時重新整理了緩衝區。

2、鍵盤操作演示行緩衝

先介紹getchar()函式。

函式原型：int getchar(void);

說明：當程式呼叫getchar()函式時，程式就等著使用者按鍵，使用者輸入的字元被存放在鍵盤緩衝區中，直到使用者按回車為止（回車字元也放在緩衝區中）。當使用者鍵入回車之後，getchar()函式才開始從鍵盤緩衝區中每次讀入乙個字元。也就是說，後續的getchar()函式呼叫不會等待使用者按鍵，而直接讀取緩衝區中的字元，直到緩衝區中的字元讀完後，才重新等待使用者按鍵。

不知道您明白了沒有，再通俗一點講，當程式呼叫getchar()函式時，程式就等著使用者按鍵，並等使用者按下回車鍵返回。期間按下的字元存放在緩衝區，第乙個字元作為函式返回值。繼續呼叫getchar()函式，將不再等使用者按鍵，而是返回您剛才輸入的第2個字元；繼續呼叫，返回第3個字元，直到緩衝區中的字元讀完後，才等待使用者按鍵。

如果您還沒有明白，只能怨我表達能力有限，您可以結合以下例項體會。

建立乙個控制台工程，輸入如下**：

#include using

namespace
std; 
intmain() 
system(
"pause
"); 
return0; 
}

再次呼叫getchar()函式，會逐步輸出行緩衝區的內容。

好了，本人表達能力有限，還是編譯執行程式，通過執行結果自己領會吧。

您一直按下去，您就會發現當您按到第4094個字元時，不允許您繼續輸入字元。這說明行緩衝區的大小也是4k。

此時您按下回車鍵，返回第乙個字元』a』，如下圖：

繼續敲一下回車鍵，將緩衝區的其它的字元全部輸出，如下圖：

3、標準錯誤輸出不帶緩衝

如錯誤輸出時使用：

cerr<

這條語句等效於：

fprintf(stderr, 」錯誤，請檢查輸入的引數!」);

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