浅谈C++ 缓冲区(buffer)的使用

什么是缓冲区？

在C++中，缓冲区(buffer)是指内存中存储数据的区域。在进行输入/输出(IO)操作时，缓冲区用于暂存数据，以提高IO操作的效率。

缓冲区的类型：

1.全缓冲区

全缓冲区通常用于文件，数据会暂时存储在内存中，在缓冲区被填满或者手动刷新操作之前，数据不会被写入文件中。

示例代码：

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

int main()
{
    ofstream out("test.txt"); //打开文件，使用文件输出流
    out << "hello world"; //向输出流中写入数据，数据会暂时存储在缓冲区中
    out.close(); //关闭输出流，此时缓冲区中的数据会被写入文件中

    return 0;
}

2.行缓冲区

行缓冲区通常用于标准输入和输出流(stdout, stdin, stderr)，当向标准输出流中写入数据时，数据会被存储在缓冲区中，直到遇到换行符"\n"或者手动刷新缓冲区操作之前，数据不会被输出。

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int num = 100;
    cout << "num = " << num << endl; //写入数据，遇到换行符"\n"，数据才会被输出

    return 0;
}

3.无缓冲区

无缓冲区通常用于标准错误流(stderr)和二进制文件。向标准错误流中写入数据时，数据会被直接输出，不会被存储在缓冲区中。

示例代码：

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

int main()
{
    fprintf(stderr, "This is an error message"); //写入数据，数据会被直接输出

    return 0;
}

如何手动刷新缓冲区？

我们可以使用如下两种方法手动刷新缓冲区：

1.使用endl

endl表示换行符并刷新输出缓冲区，可以用于行缓冲及全缓冲区。

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int num = 100;
    cout << "num = " << num << endl; //使用endl手动刷新缓冲区，数据会被输出

    return 0;
}

2.使用flush

flush立即刷新缓冲区，对于全缓冲区，数据会被写入磁盘；对于行缓冲区，数据会被输出到终端。如果未打开任何流，则flush不起任何作用。

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int num = 100;
    cout << "num = " << num;
    cout.flush(); //使用flush手动刷新缓冲区，数据会被输出

    return 0;
}

总结

C++ 缓冲区是用于提高输入/输出(IO)操作效率的重要机制。在不同场景下，需要选择不同类型的缓冲区。同时，手动刷新缓冲区也是一个非常重要的操作，可以确保数据被及时输出。