c语言里缓冲区的理解

从一个简单的例子开始：

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print?

1. #include <stdio.h>  
2. int main()  
3. {  
4.     char a[20] ;  
5.     char str[20] ;  
6.     printf(”请输入文件名:”) ;  
7.     scanf(”%s” , a ) ;  
8.   
9.     printf(”请输入关键字:”) ;  
10.     //getchar() ;  
11.     //fflush(stdin) ;  
12.     gets( str ) ;  
13.   
14.     printf(”%s\n” , str ) ;  
15.   
16.     return 0 ;  
17. }  

#include <stdio.h>int main(){    char a[20] ;    char str[20] ;    printf("请输入文件名:") ;    scanf("%s" , a ) ;    printf("请输入关键字:") ;    //getchar() ;    //fflush(stdin) ;    gets( str ) ;    printf("%s\n" , str ) ;    return 0 ;}

可以看到没等第二次的关键字的输入程序就运行结束了，这是为什么呢？要充分理解这个问题我们需要理解C语言中对缓冲区的概念。

在这之前我们初步分析一下，scanf函数输入字符串的的情况下空白字符（空格，回车，Tab）都只是被视为分隔符，关于这一点可以参考C语言中scanf与分隔符（空格回车Tab)这篇博文，当我们输入字符串jj后按回车的时候就会把jj连同换行符送入缓冲区，然而scanf只会接收字符串jj，并把这个字符串送入到以a为首地址的地址空间中，同时在字符串后面自动加上一个\0,那么如今缓冲区内就只有一个换行符了。当执行到gets()函数的时候，因为缓冲区内非空，那么gets直接回读取缓冲区中的换行符复制到str为首地址的内存空间，同时在字符串后面自动加上一个\0,所以输出的str的结果就是一个换行罢了。

当我们取消程序中注释语句getchar()的时候，getchar()会接收缓冲区中的而第一个字符，那么缓冲区便空了。当执行到gets()的时候，由于缓冲区为空，那么程序便会停在gets()位置处的等待输入。然后我们输入字符串并且按回车将字符串送入缓冲区后，因为gets()的功能是获取缓冲区中的字符串，遇到换行符或者EOF后停止，所以gets()取出缓冲区内所有的字符串以及换行符，所以输出的结果如下图示：

可以看到连同换行符也一起输出来了。

当然除了使用getchar()来消除换行符的影响，也可以使用fflush(stdin)来刷新缓冲区，同样可以起到消除换行符的效果。因为fflush(stdin)的作用是清除标准输入缓冲区中的内容。

有了一些感性的认识，我们来看看缓冲区的概念和它的机制。

一、什么是缓冲区

　　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。

　　二、为什么要引入缓冲区

　　我们为什么要引入缓冲区呢？

　　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。

　　三、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。典型代表是键盘输入数据。

　　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。

　　四、缓冲区的刷新

　　下列情况会引发缓冲区的刷新:

　　缓冲区满时;

　　执行flush语句;

　　执行endl语句;

　　关闭文件。

　　可见，缓冲区满或关闭文件时都会刷新缓冲区，进行真正的I/O操作。另外，在C++中，我们可以使用flush函数来刷新缓冲区(执行I/O操作并清空缓冲区)

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。

　　不知道您明白了没有，再通俗一点讲，当程序调用getchar()函数时，程序就等着用户按键，并等用户按下回车键返回。期间按下的字符存放在缓冲区，第一个字符作为函数返回值。继续调用getchar()函数，将不再等用户按键，而是返回您刚才输入的第2个字符;继续调用，返回第3个字符，直到缓冲区中的字符读完后，才等待用户按键。

　　getchar()函数的执行就是采用了行缓冲。第一次调用getchar()函数，会让程序使用者(用户)输入一行字符并直至按下回车键 函数才返回。此时用户输入的字符和回车符都存放在行缓冲区。再次调用getchar()函数，会逐步输出行缓冲区的内容。

运行一段代码体会一下：

[cpp] view plain copy

print?

1. #include <stdio.h>  
2.   
3. int main()  
4. {  
5.     char c ;  
6.   
7.     c = getchar() ;  
8.   
9.     printf(”c = %c\n” , c ) ;  
10.     return 0 ;  
11. }  

#include <stdio.h>int main(){    char c ;    c = getchar() ;    printf("c = %c\n" , c ) ;    return 0 ;}

运行结果：

不断输入数据，当不能再输入数据的时候说明缓冲区已满，输入的字符的数目为4096,即4k.那么快可以知道缓冲区的大小为4k。