进入缓冲区（缓存）的世界，破解一切与输入输出有关的疑难杂症

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    printf("城东书院");
    sleep(5);  //程序暂停5秒钟
    printf("http://www.cdsy.xyz\n");
    return 0;
}

此时情况又不一样了，第一个 printf() 会先输出，第二个 printf() 等待 5 秒以后才输出。这是因为，第一个 printf() 的最后有换行符\n，它会使得缓冲区刷新，所以立即就输出了，不用等着第二个 printf()。

② 对于 scanf()，不管用户输入多少内容，只要不按下回车键，就不进行真正的读取。这是因为 scanf() 是带有行缓冲的，用户输入的内容会先放入缓冲区，直到用户按下回车键，产生换行符\n，才会刷新缓冲区，进行真正的读取。

scanf() 还有很多与缓冲区有关的奇怪问题，在《使用scanf从键盘输入数据》一节中相信读者也领略到了，但是由于本节篇幅有限，在此就不展开讨论了，下节《结合缓冲区谈scanf()函数》我会用一节的内容来深入讲解。

3) 不带缓冲

不带缓冲区，数据就没有地方缓存，必须立即进行输入输出。

getche()、getch() 就不带缓冲区，输入一个字符后立即就执行了，根本不用按下回车键。

Windows 下的 printf() 也不带缓冲区，不管最后有没有换行符\n，都会立即输出，所以对于类似的输出代码，Windows 和 Linux、Mac OS 会有不同的表现，这在《C语言数据输出大汇总以及轻量进阶》一节中已经进行了演示。

错误信息输出函数 perror() 也没有缓冲区。错误信息必须刻不容缓、立即、马上显示出来，缓冲区将会增加捕获错误的时间，这是毫无理由的。

C语言标准的模棱两可

C语言标准规定，输入输出缓冲区要具有以下特征：

• 当且仅当输入输出不涉及交互设备时，它们才可以是全缓冲的。
• 错误显示设备不能带有缓冲区。

现代计算机已经没有了专门的错误显示设备，所有的信息都显示到一个屏幕上，这里的错误显示设备只能是计算机的显示器。上面提到的 perror() 其实就是向错误显示设备上输出信息，但是现代计算机已经把显示器作为了错误显示设备，所以 perror() 也是向显示器上输出内容。

所谓交互设备，就是现代计算机上的显示器和键盘。C标准虽然规定它们不能是全缓冲的，但并没有规定它们到底是行缓冲还是不带缓冲，这就导致不同的平台有不同的实现。

1) 输入设备

scanf()、getchar()、gets() 就是从输入设备（键盘）上读取内容。对于输入设备，没有缓冲区将导致非常奇怪的行为，比如，我们本来想输入一个整数 947，没有缓冲区的话，输入 9 就立即读取了，根本没有机会输入 47，所以，没有输入缓冲区是不能接受的。Windows、Linux、Mac OS 在实现时都给输入设备带上了行缓冲，所以 scanf()、getchar()、gets() 在每个平台下的表现都一致。

但是在某些特殊情况下，我们又希望程序能够立即响应用户按键，例如在游戏中，用户按下方向键人物要立即转向，而且越快越好，这肯定就不能带有缓冲区了。Windows 下特有的 getche() 和 getch() 就是为这种特殊需求而设计的，它们都不带缓冲区。

2) 输出设备

printf()、puts()、putchar() 就是向输出设备（显示器）上显示内容。对于输出设备，有没有缓冲区其实影响没有那么大，顶多是晚一会看到内容，不会有功能性的障碍，所以 Windows 和 Linux、Mac OS 采用了不同的方案：

• Windows 平台下，输出设备是不带缓冲区的；
• Linux 和 Mac OS 平台下，输出设备带有行缓冲区。

在讲解 printf() 时，我们在 Windows 平台测试了如下的代码：

#include<stdio.h>
#include<Windows.h>
int main()
{
    printf("城东书院");
    Sleep(5000);  //程序暂停5秒钟
    printf("http://www.cdsy.xyz\n");
    return 0;
}

运行程序后，会发现第一个 printf() 首先输出（程序运行后立即输出），等待 5 秒以后，第二个 printf() 才输出，第一个 printf() 不会等待第二个 printf()，原因就是 Windows 下的输出设备没有缓冲区，遇到 printf() 立即就输出了，不会有延迟。

缓冲区的刷新（清空）

所谓刷新缓冲区，就是将缓冲区中的内容送达到目的地。缓冲区的刷新遵循以下的规则：

• 不管是行缓冲还是全缓冲，缓冲区满时会自动刷新；
• 行缓冲遇到换行符\n时会刷新；
• 关闭文件时会刷新缓冲区；
• 程序关闭时一般也会刷新缓冲区，这个是由标准库来保障的；
• 使用特定的函数也可以手动刷新缓冲区，我们将在《C语言刷新缓冲区》一节中展开讲解。

总结

缓冲区位于用户程序和硬件设备之间，用来缓存数据，目的是让快速的 CPU 不必等待慢速的输入输出设备，同时减少操作硬件的次数。对于 IO 密集型的网络应用程序，比如网站、数据库、DNS、CDN 等，缓冲区的设计至关重要，它能十倍甚至一百倍得提高程序性能。本节只是引入了缓冲区的概念，给大家打开了一扇大门，其实关于缓冲区还有更多的内容，我们将在《C语言文件操作》一章中再深入讲解。