標(biāo)準(zhǔn)I/O庫提供緩沖的目的是盡可能減少使用read和write調(diào)用的次數(shù)。它也對每個I/O流自動地進(jìn)行緩沖管理，從而避免了應(yīng)用程序需要考慮這一點所帶來的麻煩。

標(biāo)準(zhǔn)I/O提供了三種類型的緩沖：

（1）全緩沖。這種情況下，在填滿標(biāo)準(zhǔn)I/O緩沖區(qū)后才進(jìn)行實際的I/O操作。對于駐留在磁盤上的文件通常是由標(biāo)準(zhǔn)I/O庫實施全緩沖的。在一個流上執(zhí)行第一次I/O操作時，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)通常調(diào)用malloc獲得需使用的緩沖區(qū)。

術(shù)語沖洗（flush）說明標(biāo)準(zhǔn)I/O緩沖區(qū)的寫操作。緩沖區(qū)可由標(biāo)準(zhǔn)I/O例程自動沖洗（例如當(dāng)填滿一個緩沖區(qū)時），或者可以調(diào)用函數(shù)fflush沖洗一個流。值得引起注意的是在UNIX環(huán)境中，flush有兩種意思：在標(biāo)準(zhǔn)I/O庫方面，flush（沖洗）意味著將緩沖區(qū)中的內(nèi)容寫到磁盤上（該緩沖區(qū)可能只是局部填寫的）。在終端驅(qū)動程序方面，flush（刷清）表示丟棄已存儲在緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。

（2）行緩沖。在這種情況下，當(dāng)在輸入和輸出中遇到換行符時，標(biāo)準(zhǔn)I/O庫執(zhí)行I/O操作。這允許我們一次輸出一個字符（用標(biāo)準(zhǔn)I/O fputc函數(shù)，該函數(shù)一次只輸出一個字符，沒有換行符），但只有在寫了一行之后才進(jìn)行實際I/O操作。當(dāng)流涉及一個終端時（例如標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出），通常使用行緩沖。

對于行緩沖有兩個限制。第一，因為標(biāo)準(zhǔn)I/O庫用來收集每一行的緩沖區(qū)的長度是固定的，所以只要填滿了緩沖區(qū)，那么即使還沒有寫一個換行符，也進(jìn)行I/O操作。第二，任何時候只要通過標(biāo)準(zhǔn)I/O庫要求從（a）一個不帶緩沖的流，或者（b）一個行緩沖的流（它要求從內(nèi)核得到數(shù)據(jù)）得到輸入數(shù)據(jù)，那么就會造成沖洗所有行緩沖輸出流。在（b）中帶了一個括號中的說明，其理由是，所需的數(shù)據(jù)可能已在該緩沖區(qū)中，它并不要求在需要數(shù)據(jù)時才從內(nèi)核讀數(shù)據(jù)。很明顯，從不帶緩沖的一個流中進(jìn)行輸入（（a）項）要求當(dāng)時從內(nèi)核得到數(shù)據(jù)。

（3）不帶緩沖。標(biāo)準(zhǔn)I/O庫不對字符進(jìn)行緩沖存儲。例如，如果用標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)fputs寫15個字符到不帶緩沖的流中，則該函數(shù)很可能用write系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)將這些字符立即寫到相關(guān)聯(lián)的打開文件上。

標(biāo)準(zhǔn)出錯流stderr通常是不帶緩沖的，這就使得出錯信息可以盡快顯示出來，而不管它們是否含有一個換行符。

ISO C要求下列緩沖特征：

• 當(dāng)且僅當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出并不涉及交互式設(shè)備時，它們才是全緩沖的。
• 標(biāo)準(zhǔn)出錯絕不會是全緩沖的。

但是，這并沒有告訴我們?nèi)绻麡?biāo)準(zhǔn)輸入和輸出涉及交互式設(shè)備時，它們是不帶緩沖的還是行緩沖的；以及標(biāo)準(zhǔn)出錯是不帶緩沖的還是行緩沖的。很多系統(tǒng)默認(rèn)使用下列類型的緩沖：

• 標(biāo)準(zhǔn)出錯是不帶緩沖的。
• 如若是涉及終端設(shè)備的其他流，則它們是行緩沖的；否則是全緩沖的。

對任何一個給定的流，如果我們并不喜歡這些系統(tǒng)默認(rèn)的情況，則可調(diào)用下列兩個函數(shù)中的一個更改緩沖類型：

#include <stdio.h> void setbuf( FILE *restrict fp, char *restrict buf ); int setvbuf( FILE *restrict fp, char *restrict buf, int mode, size_t size ); 返回值：若成功則返回0，若出錯則返回非0值

這些函數(shù)一定要在流已被打開后調(diào)用，而且也應(yīng)該在對該流執(zhí)行任何一個其他操作之前調(diào)用。

可以使用setbuf函數(shù)打開或關(guān)閉緩沖機制。為了帶緩沖進(jìn)行I/O，參數(shù)buf必須指向一個長度為BUFSIZE的緩沖區(qū)（該常量定義在<stdio.h>中）。通常在此之后該流就是全緩沖的，但是如果流與一個終端相關(guān)，那么某些系統(tǒng)也可將其設(shè)置為行緩沖。為了關(guān)閉緩沖，將buf設(shè)置為NULL。

使用setvbuf，我們可以精確地指定所需的緩沖類型。這是用mode參數(shù)實現(xiàn)的：

_IOFBF	全緩沖
_IOLBF	行緩沖
_IONBF	不帶緩沖

如果指定一個不帶緩沖的流，則忽略buf和size參數(shù)。如果指定全緩沖或行緩沖，則buf和size可選擇地指定一個緩沖區(qū)及其長度。如果該流是帶緩沖的，而buf是NULL，則標(biāo)準(zhǔn)I/O庫將自動地為該流分配適當(dāng)長度的緩沖區(qū)。適當(dāng)長度指的是由常量BUFSIZE所指定的值。

某些C函數(shù)庫實現(xiàn)使用stat結(jié)構(gòu)中的成員st_blksize所指定的值決定最佳I/O緩沖區(qū)長度。GNU C函數(shù)庫就使用這種方法。

表5-1列出了這兩個函數(shù)的動作，以及它們的各個選項。

要了解，如果在一個函數(shù)內(nèi)分配一個自動變量類的標(biāo)準(zhǔn)I/O緩沖區(qū)，則從該函數(shù)返回之前，必須關(guān)閉該流。另外，有些實現(xiàn)將緩沖區(qū)的一部分用于存放它自己的管理操作信息，所以可以存放在緩沖區(qū)中的實際數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)少于size。一般而言，應(yīng)由系統(tǒng)選擇緩沖區(qū)的長度，并自動分配緩沖區(qū)。在這種情況下關(guān)閉此流時，標(biāo)準(zhǔn)I/O庫將自動釋放緩沖區(qū)。

任何時候，我們都可以強制沖洗一個流。

#include <stdio.h> int fflush( FILE *fp ); 返回值：若成功則返回0，若出錯則返回EOF

此函數(shù)使該流所有未寫的數(shù)據(jù)都被傳送至內(nèi)核。作為一個特例，如若fp是NULL，則此函數(shù)將導(dǎo)致所有輸出流被沖洗。

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本篇博文內(nèi)容摘自《UNIX環(huán)境高級編程》（第二版），僅作個人學(xué)習(xí)記錄所用。關(guān)于本書可參考：http://www.apuebook.com/。

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3505307.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的标准I/O库之缓冲的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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