C语言缓冲区（缓存）详解

只看该作者 · 2023-3-9 15:35

缓冲区又称为缓存，它是内存空间的一部分。也就是说，在内存空间中预留了一定的存储空间，这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据，这部分预留的空间就叫做缓冲区。

　　缓冲区根据其对应的是输入设备还是输出设备，分为输入缓冲区和输出缓冲区。

　　为什么要引入缓冲区

　　比如我们从磁盘里取信息，我们先把读出的数据放在缓冲区，计算机再直接从缓冲区中取数据，等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取，这样就可以减少磁盘的读写次数，再加上计算机对缓冲区的操作大大快于对磁盘的操作，故应用缓冲区可大大提高计算机的运行速度。

　　又比如，我们使用打印机打印文档，由于打印机的打印速度相对较慢，我们先把文档输出到打印机相应的缓冲区，打印机再自行逐步打印，这时我们的CPU可以处理别的事情。

　　现在您基本明白了吧，缓冲区就是一块内存区，它用在输入输出设备和CPU之间，用来缓存数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作，避免低速的输入输出设备占用CPU，解放出CPU，使其能够高效率工作。

　　缓冲区的类型

　　缓冲区分为三种类型：全缓冲、行缓冲和不带缓冲。

　　1) 全缓冲

　　在这种情况下，当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。

　　2) 行缓冲

　　在这种情况下，当在输入和输出中遇到换行符时，执行真正的I/O操作。这时，我们输入的字符先存放在缓冲区，等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是标准输入(stdin)和标准输出(stdout)。

　　3) 不带缓冲

　　也就是不进行缓冲，标准出错情况stderr是典型代表，这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。

　　ANSI C( C89 )要求缓存具有下列特征：

　　当且仅当标准输入和标准输出并不涉及交互设备时，它们才是全缓存的。

　　标准出错决不会是全缓存的。

　　但是，这并没有告诉我们如果标准输入和输出涉及交互作用设备时，它们是不带缓存的还是行缓存的，以及标准输出是不带缓存的，还是行缓存的。

　　大部分系统默认使用下列类型的缓存：

　　标准出错是不带缓存的。

　　如果是涉及终端设备的流，则它们是行缓存的;否则是全缓存的。

　　我们经常要用到标准输入输出流，而ANSI C对stdin、stdout和stderr的缓存特征没有强行的规定，以至于不同的系统可能有不同的stdin、stdout和stderr的缓存特征。目前主要的缓存特征是：stdin和stdout是行缓存;而stderr是无缓存的。

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缓冲区的大小

　　如果我们没有自己设置缓冲区的话，系统会默认为标准输入输出设置一个缓冲区，这个缓冲区的大小通常是512个字节的大小。

　　缓冲区大小由 stdio.h 头文件中的宏 BUFSIZ 定义，如果希望查看它的大小，包含头文件，直接输出它的值即可：

view plaincopy to clipboardprint?
printf("%d", BUFSIZ);

　　缓冲区的大小是可以改变的，也可以将文件关联到自定义的缓冲区，详情可以查看 setvbuf() 和 setbuf() 函数。

　　缓冲区的刷新(清空)

　　下列情况会引发缓冲区的刷新：

　　缓冲区满时;

　　行缓冲区遇到回车时;

　　关闭文件;

　　使用特定函数刷新缓冲区。