2017年計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)C++輔導(dǎo):C++編程對(duì)緩沖區(qū)的理解
時(shí)間:2017-06-08 15:26:00 來(lái)源:無(wú)憂考網(wǎng) [字體:小 中 大]什么是緩沖區(qū)
緩沖區(qū)又稱(chēng)為緩存,它是內(nèi)存空間的一部分。也就是說(shuō),在內(nèi)存空間中預(yù)留了一定的存儲(chǔ)空間,這些存儲(chǔ)空間用來(lái)緩沖輸入或輸出的數(shù)據(jù),這部分預(yù)留的空間就叫做緩沖區(qū)。
緩沖區(qū)根據(jù)其對(duì)應(yīng)的是輸入設(shè)備還是輸出設(shè)備,分為輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。
為什么要引入緩沖區(qū)
我們?yōu)槭裁匆刖彌_區(qū)呢?
比如我們從磁盤(pán)里取信息,我們先把讀出的數(shù)據(jù)放在緩沖區(qū),計(jì)算機(jī)再直接從緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù),等緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)取完后再去磁盤(pán)中讀取,這樣就可以減少磁盤(pán)的讀寫(xiě)次數(shù),再加上計(jì)算機(jī)對(duì)緩沖區(qū)的操作大大快于對(duì)磁盤(pán)的操作,故應(yīng)用緩沖區(qū)可大大提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。
又比如,我們使用打印機(jī)打印文檔,由于打印機(jī)的打印速度相對(duì)較慢,我們先把文檔輸出到打印機(jī)相應(yīng)的緩沖區(qū),打印機(jī)再自行逐步打印,這時(shí)我們的CPU可以處理別的事情。
現(xiàn)在您基本明白了吧,緩沖區(qū)就是一塊內(nèi)存區(qū),它用在輸入輸出設(shè)備和CPU之間,用來(lái)緩存數(shù)據(jù)。它使得低速的輸入輸出設(shè)備和高速的CPU能夠協(xié)調(diào)工作,避免低速的輸入輸出設(shè)備占用CPU,解放出CPU,使其能夠高效率工作。
緩沖區(qū)的類(lèi)型
緩沖區(qū) 分為三種類(lèi)型:全緩沖、行緩沖和不帶緩沖。
1、全緩沖
在這種情況下,當(dāng)填滿標(biāo)準(zhǔn)I/O緩存后才進(jìn)行實(shí)際I/O操作。全緩沖的典型代表是對(duì)磁盤(pán)文件的讀寫(xiě)。
2、行緩沖
在這種情況下,當(dāng)在輸入和輸出中遇到換行符時(shí),執(zhí)行真正的I/O操作。這時(shí),我們輸入的字符先存放在緩沖區(qū),等按下回車(chē)鍵換行時(shí)才進(jìn)行實(shí)際的I/O操作。典型代表是鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)。
3、不帶緩沖
也就是不進(jìn)行緩沖,標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)情況stderr是典型代表,這使得出錯(cuò)信息可以直接盡快地顯示出來(lái)
緩沖區(qū)的刷新
下列情況會(huì)引發(fā)緩沖區(qū)的刷新:
1、緩沖區(qū)滿時(shí);
2、執(zhí)行flush語(yǔ)句;
3、執(zhí)行endl語(yǔ)句;
4、關(guān)閉文件。
可見(jiàn),緩沖區(qū)滿或關(guān)閉文件時(shí)都會(huì)刷新緩沖區(qū),進(jìn)行真正的I/O操作。另外,在C++中,我們可以使用flush函數(shù)來(lái)刷新緩沖區(qū)(執(zhí)行I/O操作并清空緩沖區(qū)),如:
cout< endl控制符的作用是將光標(biāo)移動(dòng)到輸出設(shè)備中下一行開(kāi)頭處,并且清空緩沖區(qū)。
cout< 相當(dāng)于
cout<<”\n” < 通過(guò)實(shí)例演示說(shuō)明
1、文件操作演示全緩沖
創(chuàng)建一個(gè)控制臺(tái)工程,輸入如下代碼:
#include
using namespace std;
int main()
{
//創(chuàng)建文件test.txt并打開(kāi)
ofstream outfile("test.txt");
//向test.txt文件中寫(xiě)入4096個(gè)字符’a’
for(int n=0;n<4096;n++)
{
outfile<<'a';
}
//暫停,按任意鍵繼續(xù)
system("PAUSE");
//繼續(xù)向test.txt文件中寫(xiě)入字符’b’,也就是說(shuō),第4097個(gè)字符是’b’
outfile<<'b';
//暫停,按任意鍵繼續(xù)
system("PAUSE");
return 0;
}
上面這段代碼很容易理解,已經(jīng)在代碼內(nèi)部作了注釋。
編寫(xiě)這段小代碼的目的是驗(yàn)證WindowsXP下全緩沖的大小是4096個(gè)字節(jié),并驗(yàn)證緩沖區(qū)滿后會(huì)刷新緩沖區(qū),執(zhí)行真正的I/O操作。
編譯并執(zhí)行,運(yùn)行結(jié)果如下:
此時(shí)打開(kāi)工程所在文件夾下的test.txt文件,您會(huì)發(fā)現(xiàn)該文件是空的,這說(shuō)明4096個(gè)字符“a”還在緩沖區(qū),并沒(méi)有真正執(zhí)行I/O操作。敲一下回車(chē)鍵,窗口變?yōu)槿缦拢?br> 此時(shí)再打開(kāi)test.txt文件,您就會(huì)發(fā)下該文件中已經(jīng)有了4096個(gè)字符“a”。這說(shuō)明全緩沖區(qū)的大小是4K(4096),緩沖區(qū)滿后執(zhí)行了I/O操作,而字符“b”還在緩沖區(qū)。
再次敲一下回車(chē)鍵,窗口變?yōu)槿缦拢?br> 此時(shí)再打開(kāi)test.txt文件,您就會(huì)發(fā)現(xiàn)字符“b”也在其中了。這一步驗(yàn)證了文件關(guān)閉時(shí)刷新了緩沖區(qū)。
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