标准IO（基础知识学习）

目录

一，标准IO基本概念

二，缓冲机制

关于行缓存与缓存区的大小

通过标准IO计算缓存区大小：

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一，标准IO基本概念

    IO：input/output，针对文件的输入输出。

    Linux下的文件类型：

                        b(block块设备)，

                        c(character字符设备)，

                        d(directory目录)，

                        -(普通文件)，

                        l(line链接文件)，

                        s(socket套接字文件)，

                        p(pipe管道)；

1.概念：在C库中定义的一组专门用于输入输出的函数。

2.特点：

        (1)标准IO通过缓冲机制减少系统调用的次数，从而提高效率。

        (2)标准IO围绕“流”进行操作，流使用“ FILE * ”描述，“ FILE * ”->一个结构体指针。

        (3)标准IO默认打开三个流：stdin(标准输入)，stdout(标准输出)，stderr(标准出错)。

    系统调用：内核向上提供的一层函数接口。

3.ctags追踪代码

    例：查看FILE的代码。

    命令：在终端输入vi -t FILE

    回车后进入以下界面后，输入1，然后回车：

     回车后进入以下界面： 

    光标自动位于48行开头，可以看出FILE是结构体_IO_FILE重定义后的结构体名；

    然后将光标置于_IO_FILE处，按下"Ctrl+]",终端底部将会出现以下界面：

    输入1后回车，就可以看到有关结构体_IO_FILE的详细代码：

 Ctrl+t可以回退到上一界面；

二，缓冲机制

    缓冲机制分为三种，分别是全缓存，行缓存和不缓存，重点介绍和使用行缓存。

1.全缓存

    全缓存与文件相关，刷新缓存区有三个条件：

        ①程序正常退出时刷新；

        ②缓存区满刷新；

        ③强制刷新：fflush函数；

2.行缓存

    行缓存与终端相关，刷新行缓存有四个条件：

        ①‘\n’可以刷新；

        ②程序正常退出时刷新；

        ③缓存区满刷新；

        ④强制刷新：fflush函数；

3.不缓存

    不缓存即没有缓存区，一般是标准出错stderr，因为程序出错时，我们希望它及时显示在终端上，而不是保存在缓存区；

4.关于行缓存与缓存区的大小

    分析以下代码：

#include 

int main(int argc, const char *argv[])
{
	printf("hello");
	while(1);
	return 0;
}

    程序运行后，光标一直停止在行首闪烁，不会输出字符串hello；

    我们尝试三种方式来刷新缓存区：

        (1)使用\n刷新缓存区：

#include 

int main(int argc, const char *argv[])
{
	printf("hello\n");
	while(1);
	return 0;
}

    程序运行后，会先输出字符串hello，然后光标在字符串的下一行行首不断闪烁；

        (2)缓存区满刷新：

#include 

int main(int argc, const char *argv[])
{
	for(int i = 0;i < 300;i++)
	{
		printf("%04d",i);
	}
	while(1);
	return 0;
}

    我们可以通过缓存区满刷新的特点来计算缓存区的大小，程序执行后，每输出一个数字，该数字都占4位，不够4位以0补全，从0输出到255，一共输出了256个数字，缓存区大小即256*4，1024个字符大小,但是这种方法比较麻烦；

    通过标准IO计算缓存区大小：

使用标准IO计算缓存区大小时，应该先使用缓存区，然后再计算；

#include 

int main(int argc, const char *argv[])
{
    printf("hello\n");//必须先使用缓存区，然后进行缓存区大小计算
	printf("%d\n",stdout->_IO_buf_end - stdout->_IO_buf_base);
	return 0;
}

        stdout相当于FILE *，也就是FILE的结构体指针，buf指缓冲区；

        程序执行后，先输出字符串hello，然后在下一行输出缓存区大小1024；

        (3)强制刷新fflush：

#include 

int main(int argc, const char *argv[])
{
	printf("hello");
	fflush(NULL);
	while(1);
	return 0;
}

    程序执行后，先输出hello，然后光标在hello的下一位持续闪烁；

    如果本文中存在代码逻辑，代码完善，概念解释不通或不清楚的错误，请批评指正。