缓冲区(Buffer)又称为缓存(Cache),是内存空间的一部分。也就是说,在内存中
预留了一定的存储空间,用来暂时保存输入或输出的数据,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。
为什么要引入缓冲区
比如从磁盘里取信息,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。
现在你基本明白了吧,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。
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,当填满缓冲区后才进行实际 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。典型代表是标准输
入(stdin)和标准输出(stdout)。
3) 不带缓冲
也就是不进行缓冲,标准错误文件 stderr 是典型代表,这使得出错信息可以直接尽快
地显示出来。
scanf() 的缓冲区有时会引发奇怪的问题,多个 scanf() 之间要注意清空缓冲区。清空缓冲区主要有两种思路:一是将缓冲区中的数据丢弃,二是将缓冲区中的数据读取出来,但是却不使用。
fflush(stdin)
fflush() 函数用来清空文件缓冲区,它的原型为:
int fflush(FILE *stream)
stream 为流指针,可以理解问一个文件指针。在 C语言中,为了便于操作,键盘和显
示器也被看作是文件,这样对硬件的操作就等同于对文件的操作。键盘称为标准输入文件(stdin),显示器称为标准输出文件(stdout)。
如此就可以使用 fflush() 来清空输入缓冲区中的数据,具体用法为:
fflush(stdin);
请看下面的代码:
运行结果:
100 200↙
300↙
a=100, b=300
第一个 scanf() 读取完成后,将 100 赋值给变量 a,缓冲区中剩下 200。然后调用
fflush() 函数将 200 从缓冲区中清除。执行到第二个 scanf() 时由于缓冲区中没有数据,
所以会等待用户输入,将 300 赋值给变量 b。
如果把第 7 行代码注释掉,运行结果为:
100 200↙
a=100, b=200
由于没有清空缓冲区,执行到第二个 scanf() 时直接将缓冲区中的 200 赋值给变量 b。
fflush(stdin) 直接将缓冲区中的数据丢弃,是初学者常用的清空输入缓冲区的方法,它
在 Windows 下一般是有效的,但在 Linux GCC 下可能无效,因为 C 语言标准规定:对
于以 stdin 为参数的 fflush() 函数,它的行为是不确定的,fflush() 操作输入流是对标准
C语言的扩充。
循环读取缓冲区中的数据
从缓冲区中读取剩余数据的方法也很多,这里讲解常用的两种。
使用 getchar() 读取数据:
int c;
while((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);
该代码不停地使用 getchar() 获取缓冲区中的字符,直到获取的字符是换行符\n 或者
是文件结尾符 EOF 为止。这个方法可以完美清空输入缓冲区,并且具备可移植性。
使用 scanf() 读取:
scanf("%*[^\n]%*c");
%*[^\n]将逐个读取缓冲区中的 ‘\n’ 字符之前的其它字符,% 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。此时,缓冲区中尚有一个 ‘\n’ 字符遗留,所以后面的%*c 将读取并丢弃这个遗留的换行符,这里的星号和前面的星号作用相同。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,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。
请看下面的例子:
运行结果:
100 200↙
300↙
a=100, b=300
9 99↙
999↙
a=9, b=999
虽然两种方法都能起到清空缓冲区的作用,但第一种方法需要额外定义一个 char 类
型的变量,略显繁琐,并且 while 循环也会导致效率不高,所以建议使用第二种方法。
综上所述:如果只考虑 Windows,建议使用 fflush(stdin);,简单明了;如果兼顾移植和效率,建议使用 scanf("%*[^\n]%*c");,虽然有点蹩脚,但确实能够奏效。
getchar()、getche()、getch() 函数,它们都用来从控制台获取字符,getchar() 会等
待用户按下回车键才开始读取,而 getche()、getch() 会立即读取。这是因为 getchar() 带有缓冲区,用户输入的数据会暂时保存到缓冲区,直到按下回车键才开始读取;而 getche()、getch() 不带缓冲区,只能立即读取。
getchar()函数
getchar() 函数的特点是:如果缓冲区中没有内容,那么等待用户输入;如果有内容,
哪怕一个字符,也会直接从缓冲区中读取数据,不会等待用户输入。
第一次调用 getchar() 时,会等待用户输入,用户输入的所有字符都被放到标准输入
(stdin)缓冲区,直到用户按下回车键为止(回车符也被放入缓冲区)。用户按下回车键,
getchar() 函数才开始从缓冲区中读取数据,每次读取一个字符。
下面我们借助 getchar() 函数将 \n 从缓冲区中清除:
#include
#include
int main()
{
int a=0, b=0;
scanf("a=%d", &a);
getchar();
scanf("b=%d", &b);
printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
a=100↙
b=100↙
a=100, b=100
执行完第一个 scanf() 后,缓冲区中剩下换行符 \n,我们使用 getchar() 将其读出(并
不使用),执行到第二个 scanf() 时,由于缓冲区中没有内容,所以会等待用户输入。
getch()函数
getch 和 getchar 的作用类似,都是从键盘读取一个字符,但是:
getch 不带回显,也就是说,你输入的字符不会在屏幕上显示出来。
getch 没有缓冲区,也就是说,输入一个字符就立即读取。
getch 使用举例。
#include
#include
int main(){
char c1, c2;
c1 = getch();
printf("%c\n", c1);
c2 = getch();
printf("%c\n", c2);
return 0;
}
先输入 'a',再输入 'b',运行结果为:
a
b
输入一个字符,getch 会立即获取,不会给你多输入一个字符的机会。并且输入的字
符只由 printf 语句显示一次,getch 不会显示。
注意要包含头文件 conio.h,getch 和 getche 都在该头文件中声明。
一般情况下,程序运行结束后要暂停一下才能看到输出结果,否则只能看到一个“黑影”
一闪而过,所以要在程序最后添加 system(“PAUSE” );语句,如果使用 C-Free 或 VC 6.0
运行程序,会自动添加该语句。system(“PAUSE”);语句会输出一行多余的文字,如果你
不会喜欢这样,也可以用 getch 函数来实现“暂停”的效果。请看下面的代码:
#include
#include
int main(){
printf("%s", "getch is great!");
getch();
return 0;
}
运行程序,输出字符串 getch is great!后,按任意键程序就会结束。
使用 getch 的好处是,不管你按什么键,都不会在屏幕上留下痕迹,使你的界面达到美观效果。
getche()函数
getche()和 getch()很相似,也没有缓冲区,区别在于:getch()无回显,getche()有回
显。
#include
#include
int main(){
char c1, c2;
c1 = getche();
printf("%c\n", c1);
c2 = getche();
printf("%c\n", c2);
return 0;
}
先输入 'a',再输入 'b',运行结果为:
aa
bb