第十四章 输入输出流和缓冲区

第十四章对C语言输入输出流和缓冲区的深入理解

14.1对C语言输入输出流的深入理解

程序开始执行时，默认会打开 stdin、stdout和stderr三个文件，所以我们使用 scanf()、printf() 等函数时就不需要再使用 fopen() 显式打开这些文件。

C语言打开文件时，先将文件内容载入缓冲区（缓存），并返回一个指向FILE结构体的指针，接下来对文件的操作，都映射成对缓冲区的操作，只有当强制刷新缓冲区、关闭文件或程序运行结束时，才将缓冲区中的内容更新到文件。就像编辑word文档，并不是立刻将编辑好的内容写入到磁盘上的文件，而是对缓存中的副本进行操作，只有当保存文件时，才将副本同步到磁盘上的文件。

缓冲区有很多类型，我们这里指的缓冲区是主存（内存条）上的一块特殊区域，专门用来缓存数据，供程序读写。

而由于硬件不同，将缓冲区的内容同步到文件的过程可能比较繁杂，不易操作，这些都由操作系统完成，对编程人员不可见，编程人员只要能操作接口简单的缓冲区即可。

14.2 C语言缓冲区（缓存）详解

深入理解缓冲区请查看：结合缓冲区谈谈C语言getchar()、getche()、getch()的区别

14.3结合缓冲区谈谈C语言getchar()、getche()、

getch()的区别

三个函数的对比

程序运行后，首先停下来，等待输入一个字符串，输入完毕后，它会把你输入的整个字符串都输出来了。

这是为什么？getchar()不是只返回第一个字符么，这里为什么全部输出了？

因为我们输入的字符串并不是取了第一个字符就把剩下的字符串丢掉了，它还在我们的缓冲区中，就好像开闸放水，你把水放到闸里去以后，开一次闸就放掉一点，开一次就放掉一点，直到放光了为止，这里开闸动作就相当于调用一次getchar()。我们输入的字符串也是这么一回事，首先我们输入的字符串是放在内存的缓冲区中的，我们调用一次getchar()就把缓

冲区中里出口最近的一个字符输出，也就是最前面的一个字符输出，输出后，就把它释放掉了，但后面还有字符串，所以我们就用循环把最前面的一个字符一个个的在内存中释放掉，直到不满足循环条件退出为止。

例子中循环条件里的'\n'实际上就是你输入字符串后的回车符，所以意思就是说，直到遇到回车符才结束循环，而getchar()函数就是等待输入（或缓冲区中的数据）直到按回车才结束，所以实现了整个字符串的输出。当然，我们也可以把循环条件改一下，比如while ((c=getchar())!='a')，就是遇到字符'a'就停止循环，当然意思是如果你输入

“12345a213123/n”那么只会输出到a，结果是12345a。

base // 缓冲区基地址

在上面我们向缓冲区中放入了10个字节大小的数据，FILE结构体中的 cnt 变为了10 ，说明此时缓冲区中有10个字节大小的数据可以读，同时我们假设缓冲区的基地址也就是 base 是0x00428e60 ，它是不变的，而此时 ptr 的值也为0x00428e60 ，表示从0x00428e60

这个位置开始读取数据，当我们从缓冲区中读取5个数据的时候，cnt 变为了5 ，表示缓冲区还有5个数据可以读，ptr 则变为了0x0042e865表示下次应该从这个位置开始读取缓冲区中的数据，如果接下来我们再读取5个数据的时候，cnt 则变为了0 ，表示缓冲区中已经没有任何数据了，ptr 变为了0x0042869表示下次应该从这个位置开始从缓冲区中读取数据，但是此时缓冲区中已经没有任何数据了，所以要将输入流中的剩下的那10个数据放进来，这样缓冲区中又有了10个数据，此时 cnt 变为了10 ，注意了刚才我们讲到 ptr 的

值是0x00428e69 ，而当缓冲区中重新放进来数据的时候这个 ptr 的值变为了

0x00428e60 ，这是因为当缓冲区中没有任何数据的时候要将 ptr 这个值进行一下刷新，使其指向缓冲区的基地址也就是0x0042e860这个值！因为下次要从这个位置开始读取数据！在这里有点需要说明：当我们从键盘输入字符串的时候需要敲一下回车键才能够将这个字符串送入到缓冲区中，那么敲入的这个回车键(\r)会被转换为一个换行符\n，这个换行符\n 也会被存储在缓冲区中并且被当成一个字符来计算！比如我们在键盘上敲下了123456这个字符串，然后敲一下回车键（\r）将这个字符串送入了缓冲区中，那么此时缓冲区中的字节个数是7 ，而不是6。

缓冲区的刷新就是将指针 ptr 变为缓冲区的基地址，同时 cnt 的值变为0 ，因为缓冲区刷新后里面是没有数据的！

针也并不为NULL。