2017年计算机等级考试二级C++辅导:C++编程对缓冲区的理解

时间:2017-06-08 15:26:00   来源:无忧考网     [字体: ]

  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。

  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。

  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
  缓冲区的刷新
  下列情况会引发缓冲区的刷新:
  1、缓冲区满时;
  2、执行flush语句;
  3、执行endl语句;
  4、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),如:
  cout<  endl控制符的作用是将光标移动到输出设备中下一行开头处,并且清空缓冲区。
  cout<  相当于
  cout<<”\n” <  通过实例演示说明
  1、文件操作演示全缓冲
  创建一个控制台工程,输入如下代码:
  #include 
  using namespace std;
  int main()
  {
  //创建文件test.txt并打开
  ofstream outfile("test.txt");
  //向test.txt文件中写入4096个字符’a’
  for(int n=0;n<4096;n++)
  {
  outfile<<'a';
  }
  //暂停,按任意键继续
  system("PAUSE");
  //继续向test.txt文件中写入字符’b’,也就是说,第4097个字符是’b’
  outfile<<'b';
  //暂停,按任意键继续
  system("PAUSE");
  return 0;
  }
  上面这段代码很容易理解,已经在代码内部作了注释。
  编写这段小代码的目的是验证WindowsXP下全缓冲的大小是4096个字节,并验证缓冲区满后会刷新缓冲区,执行真正的I/O操作。
  编译并执行,运行结果如下:
  此时打开工程所在文件夹下的test.txt文件,您会发现该文件是空的,这说明4096个字符“a”还在缓冲区,并没有真正执行I/O操作。敲一下回车键,窗口变为如下:
  此时再打开test.txt文件,您就会发下该文件中已经有了4096个字符“a”。这说明全缓冲区的大小是4K(4096),缓冲区满后执行了I/O操作,而字符“b”还在缓冲区。
  再次敲一下回车键,窗口变为如下:
  此时再打开test.txt文件,您就会发现字符“b”也在其中了。这一步验证了文件关闭时刷新了缓冲区。