学习标准输入输出，我们都会遇到一个概念，流和缓冲区，但到底什么是流，什么是缓冲区呢？
书《C Primer Plus》上说，C程序处理一个流而不是直接处理文件。后面的解释十分抽象：『流（stream）是一个理想化的数据流，实际输入或输出映射到这个数据流』。这个流具体是一个怎么样的东西呢？
你声明一个FILE *fp ，并把fopen(某个文件)返回的值赋予fp这两个动作就相当于建立了一个水龙头，当你用getc(fp)之类的输入函数读取文件字符时就相当于拧开了水龙头，每读取一个字符，这个文件就像水一样的流动一下，fp所指的地址自然就向后移动了一位。
- int ch;
- while（(ch=getc(fp))!=EOF）
- putchar(ch);
你看这个循环，可以读取一个文件的所有字符。如果不是流的话，ch永远是第一个字符，不会更新。也可以理解为，fp自动++（一个字符的大小）。
--流是独立于设备之外而操纵外设一种逻辑手段。
--大多数外设都是互异的，所以（操纵）它们需要专门的编程技术。
--流对程序员隐藏这些不同点，而准许他们以同样的方式来处理大多数外设。
--考虑到一连串的字符需要一次读一个，流（相当于）是具有缓冲作用的接口。
--个人计算机都是基于流架构的。
各大权威对流的说法有些不一致，我认为流既是数据的源或目的地的抽象，也是源和目的地之间流动信息的表示。但流起码都暗含以下的几个方面：
1、流是一个抽象的概念，是对信息的一种表达；在程序中，流就是对某个对象输入输出信息的抽象。就像运输工具是对一切运动载体的抽象一样。
2、流是一种“动”的概念，静止存储在介质上的信息只有当它按一定的序列准备“运动”时才称为流。“从程序移进或移出字节”就是“动”的表现。静止的信息具有流的潜力，但不一定是流，就像没有汽油不能行走的汽车一样，它具有运输工具的潜力，但它还不是运输工具（因为它很有可能被当作房子来用了，我就在大街上看见有精明的商人用火车车厢来做酒吧）。
3、流有源头也有目的地；程序中各种移动的信息都有其源和目的，记得编程（特别是汇编）时，老是要确定好某个操作的源操作数和目的操作数。借用佛教一言也即是：“万物皆有因果”，这也就像长江一样，西自唐古拉，而东去太平洋。在高速公路上飞跑的汽车，它必有其出发地和目的地。
4、流一定带有某种信息，没有任何内容的流带着自身来表达“空”信息。就像运输工具一样，它不运货的时候就运着自己这一身的零件（包括驾驶员）并把一样东西运到目的地，那就是它自己和一个“跑空车”的信息。流有最小的信息单元就是二进制位，含有最小的信息包就是字节，C标准库提供两种类型的流：二进制流（binary stream）和文本流（text stream）。二进制流是有未经处理的字节构成的序列；文本流是由文本行组成的序列。而在著名的UNIX系统中，文本流和二进制流是相同的（identical）。
5、流有源头也有目的地，那么它必定与源头和目的地相关联。但人们操作流的时候，最关心的还是其目的地，也就是一个定向（orientation）的意思，就像司机运货一样，它首要关心的问题是目的地，而非起点（操作者都知道）。在C语言中，通过打开流来关联流及其目的地，使用的函数是fopen()，该函数返回一个指向文件的指针（FILE *），该指针包含了足够的可以控制流准确地到达目的地的信息。
FILE是一个结构体（摘自TC2.0中stdio.h文件）
- /* Definition of the control structure for streams
- */
- typedef struct {
- short level; /* fill/empty level of buffer */
- unsigned flags; /* File status flags */
- char fd; /* File descriptor */
- unsigned char hold; /* Ungetc char if no buffer */
- short bsize; /* Buffer size */
- unsigned char *buffer; /* Data transfer buffer */
- unsigned char *curp; /* Current active pointer */
- unsigned istemp; /* Temporary file indicator */
- short token; /* Used for validity checking */
- } FILE; /* This is the FILE object */
这里要注意的是：C语言中stdin、stdout、stderr分别是标准输入流、标准输出流及标准出错流的逻辑目的，他们都默认对应相应的物理终端。在程序运行伊始，不需要进行open()操作，流自动打开。
为了匹配计算机快速设备和慢速设备间的通信步伐，计算机中大量使用硬件缓冲区（如CPU中的Cache，内存相对于硬盘和CPU），流是传输信息的一种逻辑表示，对流的各种不同操作也可能存在使用缓冲的需求。但是这里的buffer只是一种逻辑概念，不是物理设备。缓冲区存在于流与具体的设备终端或者存储介质上的文件之间。就好像运货到一个公司里一样，合同上的要求是运到X公司，但是实际上是真的把货物运到X公司的总部大楼吗？不是。应该是运到X公司的仓库中。这里的仓库就有点像我们所说的缓冲区了。也可以这么说，流运动到目的，先经过的是缓存区。
标准库提供缓冲是为了减少对read和write的调用。提供的缓冲有三种类型(整理自APUE):
- 全缓冲。
在这种情况下,实际的I/O操作只有在缓冲区被填满了之后才会进行。对驻留在磁盘上的文件的操作一般是有标准I/O库提供全缓冲。缓冲区一般是在第一次对流进行I/O操作时,由标准I/O函数调用malloc函数分配得到的。
术语flush描述了标准I/O缓冲的写操作。缓冲区可以由标准I/O函数自动flush(例如缓冲区满的时候);或者我们对流调用fflush函数。
- 行缓冲
在这种情况下,只有在输入/输出中遇到换行符的时候,才会执行实际的I/O操作。这允许我们一次写一个字符,但是只有在写完一行之后才做I/O操作。一般的,涉及到终端的流--例如标注输入(stdin)和标准输出(stdout)--是行缓冲的。
- 无缓冲
标准I/O库不缓存字符。需要注意的是,标准库不缓存并不意味着操作系统或者设备驱动不缓存。
- <pre class="cpp" name="code">#include <stdio.h>
- int main()
- while(1);
- {
- printf("hello world");
- while(1);
- }
- fs@ubuntu:~/qiang/char1$ gcc -o 1 1.c
- fs@ubuntu:~/qiang/char1$ ./1
我们上面提到标准输入输出是行缓冲，即一行满了才会刷新，那什么是刷新呢？刷新就是将数据从缓冲区取出来，真正能刷新，要满足什么条件呢？
1、满刷新，即一行满了（1024个字节）才会刷新；
2、遇到'\n'会刷新；
3、调用fflush()函数；
4、程序结束 fclose();
我们可以看到上面的程序，应为有while(1),程序一直没有结束，没有'\n'，没有满行，没有fflush(),所以并不会输出；
这样理解的话，我们可以改动一下了，就写一个吧，加'\n':
- #include <stdio.h>
- int main()
- {
- printf("helloworld\n");
- while(1);
- }
执行结果如下：
- fs@ubuntu:~/qiang/char1$ gcc -o 1 1.c
- fs@ubuntu:~/qiang/char1$ ./1
- helloworld
 getchar()和gets()等函数之间的区别)
