缓存区
C语言中的缓冲区又称为缓存,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。
C语言中缓冲区分为三种类型:1、全缓冲 2、行缓冲 3、不带缓冲
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。
例如,在我们平时要在磁盘中读取信息的情况下,先会把数据放到缓存区中,读取完后,再次从磁盘中读取信息。
缓存区,他的意义就是在高速CPU与低速的设备之间的一个区域,这个区域让CPU工作效率更高。类似于计算机中的CACHE
全缓冲
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。
行缓冲
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)。
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。
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。
我们经常用到的输入输出流,在目前的ANSI C 中缓存的特征是:stdin和stdout是行缓存;而stderr是无缓存的。
了解了这些,接下来我们进入正题,接下来我们要清楚为什么要清空缓存区,
这是因为在你有的时候在输入一个字符后,在输入一个字符,如果你不清空缓冲区,那上一个字符还在你的缓冲区内!这样就造成错误了(应当尽量避免使用fflush函数,可能与c标准不符合)
简单粗暴利用fflush()函数
fflush(stdin) :清理输入缓冲区
fflush(stdout) :清理输出缓冲区
简单粗暴利用fflush()函数
函数原型:int fflush(FILE *stream)
函数功能:清除一个流,即清除文件缓冲区
缓冲区的优点很明显,它加快了程序的运行速度,减少了硬件的读写次数,让整个计算机变得流畅起来;但是,缓冲区也带来了一些负面影响,经过前面几节的学习相信读者也见识到了。
那么,该如何消除这些负面影响呢?思路其实也很简单,在输入输出之前清空(刷新)缓冲区即可:
1、对于输出操作,清空缓冲区会使得缓冲区中的所有数据立即显示到屏幕上;很明显,这些数据没有地方存放了,只能输出了。
2、对于输入操作,清空缓冲区就是丢弃残留字符,让程序直接等待用户输入,避免引发奇怪的行为。
本节的代码用到了一些暂时没有学到的知识,估计很多初学者会不理解,没关系,那就先记住吧,记不住就复制吧,总之,按照葫芦画瓢就完了。
清空输出缓冲区
清空输出缓冲区很简单,使用下面的语句即可:
fflush() 是一个专门用来清空缓冲区的函数,stdout 是 standard output 的缩写,表示标准输出设备,也即显示器。整个语句的意思是,清空标准输出缓冲区,或者说清空显示器的缓冲区。
Windows 平台下的 printf()、puts()、putchar() 等输出函数都是不带缓冲区的,所以不用清空,下面的代码演示了如何在 Linux 和 Mac OS 平台下清空缓冲区:
程序运行后,第一个 pirntf() 立即输出,等待 5 秒以后,第二个 printf() 才输出,这就符合我们的惯性思维了。如果不加fflush(stdout)语句,程序运行后,第一个 printf() 并不会立即输出,而是等待 5 秒以后和第二个 scanf() 一起输出(已在《C语言数据输出大汇总以及轻量进阶》中进行了演示),这有点不符合我们的思维习惯。
清空输入缓冲区
首先,很遗憾地说,没有一种既简洁明了又适用于所有平台的清空输入缓冲区的方案。只有一种很蹩脚的方案能适用于所有平台,那就是将输入缓冲区中的数据都读取出来,但是却不使用。
大家不要以为我很轻松地就能说出这句话,我翻墙查阅了很多英文资料,又测试了很多平台和编译器才敢说的。
我们先说两种通用的方案,虽然它很蹩脚,但是却行之有效。
1) 使用 getchar() 清空缓冲区
getchar() 是带有缓冲区的,每次从缓冲区中读取一个字符,包括空格、制表符、换行符等空白符,只要我们让 getchar() 不停地读取,直到读完缓冲区中的所有字符,就能达到清空缓冲区的效果。请看下面的代码:
该代码不停地使用 getchar() 获取缓冲区中的字符,直到遇见换行符\n或者到达文件结尾才停止。由于大家所学知识不足,这段代码暂时无法理解,我也就不细说了,在实际开发中,大家按照下面的形式使用即可:
输入示例:
按下第一个回车键后,只有第一个 scanf() 读取成功了,第二个 scanf() 并没有开始读取,等我们再次输入并按下回车键后,第二个 scanf() 才开始读取,这就符合我们的操作习惯了。如果没有清空缓冲区的语句,按下第一个回车键后,两个 scanf() 都读取了,只是第二个 scanf() 读取失败了,让人觉得很怪异,这点已在《使用scanf从键盘输入数据》中进行了演示。
改变输入方式,再次尝试一下:
你看,第一次输入的多余内容并没有起作用,就是因为它们在第二个 scanf() 之前被清空了。
这种方案的关键之处在于,getchar() 是带有缓冲区的,并且一切字符通吃,或者说一切字符都会读取,不会忽略。不过这种方案有个缺点,就是要额外定义一个变量 c,对于有强迫症的读者来说可能有点难受。
2) 使用 scanf() 清空缓冲区
scanf() 还有一种高级用法,就是使用类似于正则表达式的通配符,这样它就可以读取所有的字符了,包括空格、换行符、制表符等空白符,不会再忽略它们了。并且,scanf() 还允许把读取到的数据直接丢弃,不用赋值给变量。
请看下面的语句:
第一个 scanf() 将逐个读取缓冲区中\n之前的其它字符,% 后面的 * 表示将读取的这些字符丢弃,遇到\n字符时便停止读取。由于所有从键盘的输入都是以回车结束的,而回车会产生一个\n字符,此时,缓冲区中尚有一个\n遗留,第二个 scanf() 再将这个\n读取并丢弃,这里的星号和第一个 scanf() 的星号作用相同。所以将\n连同它之前的字符全部读取并丢弃之后,也就相当于清除了输入缓冲区。
相信很多读者都不明白这种写法,没关系,下节我们在讲解 scanf() 的高级用法时还会再解释。
我们来演示这种方案的效果:
输入示例 ①:
输入示例 ②:
相比使用 getchar(),这种方案不用额外定义一个变量,看起来更加整洁。