setvbuf

本文介绍C语言中setvbuf()函数的使用方法,通过实例演示如何为文件流设置不同类型的缓冲区,如满缓冲、行缓冲和无缓冲。

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头文件:#include <stdio.h>

函数setvbuf()用来设定文件流的缓冲区,其原型为:
    int setvbuf(FILE * stream, char * buf, int type, unsigned size);

【参数】stream为文件流指针,buf为缓冲区首地址,type为缓冲区类型,size为缓冲区内字节的数量。

参数类型type说明如下:
  • _IOFBF (满缓冲):当缓冲区为空时,从流读入数据。或当缓冲区满时,向流写入数据。
  • _IOLBF (行缓冲):每次从流中读入一行数据或向流中写入—行数据。
  • _IONBF (无缓冲):直接从流中读入数据或直接向流中写入数据,而没有缓冲区。

【返回值】成功返回0,失败返回非0。

该函数涉及流和缓冲区的知识,请参考 C语言流和缓冲区(缓存)专题。

如果您只是想简单的操作缓冲区,还可以使用setbuf()函数,请查看: C语言setbuf()函数

setbuf()和setvbuf()函数的实际意义在于:用户打开一个文件后,可以建立自己的文件缓冲区,而不必使用fopen()函数打开文件时设定的默认缓冲区。这样就可以让用户自己来控制缓冲区,包括改变缓冲区大小、定时刷新缓冲区、改变缓冲区类型、删除流中默认的缓冲区、为不带缓冲区的流开辟缓冲区等。

说明:在打开文件流后,读取内容之前,调用setvbuf()可以用来设置文件流的缓冲区(而且必须是这样)。

【实例】为文件设置特殊类型缓冲区。
   
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(void)
  3. {
  4. FILE *input, *output;
  5. char bufr[512];
  6. input = fopen("file.in", "w+"); /*打开文件*/
  7. output = fopen("file.out", "w");
  8. if (setvbuf(input, bufr, _IOFBF, 512) != 0) /*失败*/
  9. {
  10. printf("failed to set up buffer for input file\n");
  11. }
  12. else
  13. {
  14. printf("buffer set up for input file\n");
  15. }
  16. if (setvbuf(output, NULL, _IOLBF, 132) != 0) /*为流指定特殊的缓冲区*/
  17. {
  18. printf("failed to set up buffer for output file\n");
  19. }
  20. else
  21. {
  22. printf("buffer set up for output file\n");
  23. }
  24. fclose(input);
  25. fclose(output);
  26. return 0;
  27. }
#include <stdio.h> 
int main(void) 
{ 
   FILE *input, *output; 
   char bufr[512]; 
   input = fopen("file.in", "w+");     /*打开文件*/
   output = fopen("file.out", "w");
   if (setvbuf(input, bufr, _IOFBF, 512) != 0)  /*失败*/
   {
      printf("failed to set up buffer for input file\n");
   }
   else 
   {
      printf("buffer set up for input file\n"); 
}
   if (setvbuf(output, NULL, _IOLBF, 132) != 0)  /*为流指定特殊的缓冲区*/
   {
      printf("failed to set up buffer for output file\n"); 
}
   else 
   {
      printf("buffer set up for output file\n"); 
   }
   fclose(input); 
   fclose(output); 
   return 0; 
}
运行结果:
Buffer set up for input file
Buffer set up for output file

程序先打开两个文件,分别设置缓冲区,根据返回值判定是否成功,最后使用fclose函数关闭这两个文件。
`setvbuf()` 是 C/C++ 标准库中用于控制文件流缓冲行为的函数,它允许开发者自定义缓冲区的类型、大小以及策略,从而优化 I/O 性能。以下是 `setvbuf()` 的详细解析: ### 函数原型与参数 ```c int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size); ``` - **stream**:指向 `FILE` 结构的指针,表示需要设置缓冲的文件流。 - **buf**:用户自定义缓冲区的指针。如果为 `NULL`,系统会自动分配缓冲区(大小为 `size / 2 * 2` 字节)。 - **mode**:缓冲模式,必须是以下三种之一: - `_IOFBF`(全缓冲):缓冲区满时才执行 I/O 操作,适用于大文件或连续读写。 - `_IOLBF`(行缓冲):遇到换行符或缓冲区满时触发 I/O,适合文本逐行处理(如日志记录)。 - `_IONBF`(无缓冲):每次 I/O 操作直接写入/读取,无缓冲延迟,用于实时性要求高的场景。 - **size**:缓冲区大小(字节),范围为 `2 <= size <= INT_MAX`,实际分配值会向下舍入为最接近的 2 的倍数。 ### 核心功能 #### 缓冲策略控制 - **全缓冲(_IOFBF)**:通过合并多次小 I/O 操作为单次大操作,减少磁盘访问次数,提升大文件读写效率。 - **行缓冲(_IOLBF)**:确保换行符及时写入,适用于终端交互程序或日志逐行输出。 - **无缓冲(_IONBF)**:避免数据延迟,常用于错误日志或实时监控场景。 #### 性能优化 - **减少系统调用**:通过缓冲机制合并 I/O 操作,降低开销。 - **内存高效利用**:自定义缓冲区可避免频繁分配/释放内存,尤其适合高频 I/O 场景。 ### 使用注意事项 1. **调用时机** - 必须在文件流打开后、首次 I/O 操作前调用,否则可能无效。 2. **错误处理** - 返回值 `0` 表示成功,非 `0` 表示错误(如 `EINVAL` 表示参数无效)。 - 如果 `buf` 非 `NULL`,需确保其生命周期覆盖文件流的使用周期,避免悬垂指针。 3. **跨平台差异** - 在 Win32 平台上,`_IOLBF` 行缓冲行为与全缓冲一致,需通过 `fflush()` 强制刷新缓冲区。 ### 典型使用示例 #### 设置行缓冲模式 ```c #include <stdio.h> int main() { char buffer[128]; FILE *fp = fopen("example.txt", "r+"); if (fp == NULL) { return 1; } setvbuf(fp, buffer, _IOLBF, 128); // 设置为行缓冲模式,缓冲区大小为128字节 // 文件操作 fclose(fp); return 0; } ``` #### 设置无缓冲模式 ```c #include <stdio.h> int main() { FILE *fp = fopen("example.txt", "r+"); if (fp == NULL) { return 1; } setvbuf(fp, NULL, _IONBF, 128); // 设置为无缓冲模式 // 文件操作 fclose(fp); return 0; } ``` ### 总结 `setvbuf()` 是一个非常强大的工具,可以用于优化 I/O 性能,但使用时需要注意调用时机、缓冲区管理以及跨平台行为差异。合理选择缓冲模式可以显著提升程序效率,尤其是在处理大文件或需要实时输出的场景。
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