一文带你读懂C/C++语言输入输出流与缓存区 |
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一文带你读懂C/C++语言输入输出流与缓存区
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ID：技术让梦想更伟大 作者:李肖遥 微信链接：一文带你读懂C/C++语言输入输出流与缓存区 前言有没有发现,基本上所有的C语言入门书籍,或者是我们的教程里面,第一个C语言程序实体，都是“Hello Word！”；我不知道这是不是行业的“潜规则”，总之,它把无数的程序员带进了计算机的世界,步入了代码的大坑里,所以你好,世界! 一件趣事我记得大学学习计算机的时候,就是在电脑这样的一个程序,不知道经过了什么过程,就能在计算机上显示出"Hello Word！"。后来我把这个"Hello Word！"改成了"I Love xxx！",哦买噶,真是惊呆我了,有一种立马在女神面前炫耀的感觉了. 那么,这其中有什么奥妙呢,我们从C语言的输入输出流开始说起. hello world 是怎么显示出来的对的,就是这样的一个程序 #include int main(int argc,char **argv) { //printf("Hello Word!"); printf("I Love xxx!"); }在我们日常生活中,总看到电子显示屏上面显示着"欢迎某位领导莅临我校观察","宾馆"之类的,那是不是"Hello Word！"也是这样编译出来的呢? 我们看到程序中的printf();由系统或者编译器提供商提供的一个应用接口,是格式化输出函数, 一般用于向标准输出设备按规定格式输出信息。一般其函数原型应该是这样的： int printf(const char *,...)； int _EXFUN(printf, (const char *__restrict, ...) _ATTRIBUTE ((__format__ (__printf__, 1, 2))));经过预处理，编译，汇编，链接四个过程,借助了相应的缓冲区来进行输入与输出,就会显示出来  输入输出流 流是什么“流”即是流动的意思，是物质从一处向另一处流动的过程，是对一种有序连续且具有方向性的数据的抽象描述。 在计算机系统中是指信息从外部输入设备向计算机内部输入，或者从内存向外部输出设备输出的过程。这种输入输出的过程被形象的比喻为“流”。 输入输出什么是输入输出呢?C语言中我们用到的最频繁的输入输出方式就是scanf()与printf()。  scanf()：从标准输入设备(键盘)读取数据，并将值存放在变量中。  printf()：将指定的文字/字符串输出到标准输出设备(屏幕)。注意宽度输出和精度输出控制。  字符输入输出（getchar/putchar）,字符串输入输出函数 （gets与puts）,与gets/puts类似的还有fgets与fputs，它们一般用于对文件的操作. 缓冲区定义缓冲区是内存空间的一部分,也就是说在内存空间中预留了一定大小的存储空间，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,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。 原理介绍当调用输入函数scanf()时,输入函数会将我们输入的数字输入到输入缓冲区,而当我们的输入缓冲区有内容时,再次输入将不会被执行,而是直接跳过执行,将输入缓冲区的内容赋给变量。 引入缓冲区的意义缓冲区就是一块内存，用来做数据的一个临时存放点,在输入输出操作中起着至关重要的作用，在百度百科定义如下 比如我想把一篇文章以字符序列的方式输出到计算机显示器屏幕上，那么我的程序内存作为数据源而显示器驱动程序作为数据目标，如果数据源直接对数据目标发送数据的话。数据目标获得第一个字符，便将它显示。然后从端口读取下一个字符，可是这时就不能保证数据源向端口发送的恰好是第二个字符（也许是第三个，而第二个已经在数据目标显示时发送过了）。这样的话就不能保证输出的数据能完整的被数据目标所接受并处理。 缓冲区的类型缓冲区有三种，我一个一个地说下： 1、全缓冲内存中有一段存储区域，比如有1024个字节大小，有一个程序会从这段存储区域中读取数据。现在系统把一个文件的内容放入这个存储区，只要1024个字节都放满了，那么程序会立即来读取这1024个字节的数据。只要1024个字节没有放满，哪怕只放了1023个字节，程序都不会来读取，这就是全缓冲的意思。 #include using namespace std; int main() { //创建文件test.txt并打开 ofstream outfile("test.txt"); //向test.txt文件中写入4096个字符’a’ for(int n=0; n < 4096; n++) { outfile此时打开工程所在文件夹下的test.txt文件，您会发现该文件是空的，这说明4096个字符“a”还在缓冲区，并没有真正执行I/O操作。敲一下回车键，窗口变为如下：  此时再打开test.txt文件，您就会发下该文件中已经有了4096个字符“a”。这说明全缓冲区的大小是4K（4096），缓冲区满后执行了I/O操作，而字符“b”还在缓冲区。 再次敲一下回车键，窗口变为如下：  此时再打开test.txt文件，您就会发现字符“b”也在其中了。这一步验证了文件关闭时刷新了缓冲区。 2、行缓冲内存中有一段存储区域，比如有1024个字节大小，有一个程序会从这段存储区域中读取数据。现在系统把一个文件的内容放入这个存储区，假如放了10个字节的数据，你敲了回车键，那么程序就马上来读取了。假如放了20个字节，你敲了回车奖，程序也会来读取。所以即使1024个字节没有放满，但是你敲了回车键，程序就会来读取，这个就叫做行缓冲。 使用键盘操作演示行缓冲，先介绍getchar()函数。函数原型： int getchar(void) ;说明：当程序调用getchar()函数时，程序就等着用户按键，用户输入的字符被存放在键盘缓冲区中，直到用户按回车为止（回车字符也放在缓冲区中）。当用户键入回车之后，getchar()函数才开始从键盘缓冲区中每次读入一个字符。也就是说，后续的getchar()函数调用不会等待用户按键，而直接读取缓冲区中的字符，直到缓冲区中的字符读完后，才重新等待用户按键。 #include using namespace std; int main() { char c; //第一次调用getchar()函数,程序执行时，您可以输入一串字符并按下回车键，按下回车键后该函数返回。返回值是用户输入的第一个字符 (假设用户输入了 abcdef，函数返回a) c = getchar(); //显示getchar()函数的返回值 cout3、无缓冲内存中有一段存储区域，比如有1024个字节大小，有一个程序会从这段存储区域中读取数据。现在系统把一个文件的内容放入这个存储区，刚放了1个字节，程序就马上来读取了；又放了一个字节，程序又马上来读取了，这就是没有缓冲。 在C语言中，一般规定是要有行缓冲的。但是使用scanf函数和getchar时，如果行缓冲的换行符没有处理好，程序运行可能会有异常或者闪退等现象。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。 如错误输出时使用： cerr |
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