與緩存區相關最常見的操作就是字符的輸入與輸出操作getchar,getc,getch,getche,gets系列函數。
第一個例子(與getchar有關):
代碼如上,當輸入一個字符按下回車后程序沒有等待你二次輸入就結束了,而且無論輸入什么運行結果均是10,是不是很奇怪(反正我第一次遇到時感覺是很奇怪),更奇怪的是當你一次性輸入多個字符如abcd結果又正確的打印出了98,為什么呢?這就是緩沖區的原因。
解釋如下:getchar定義在stdio.h文件中,我們在stdio.h中可以找到其相關的定義:
#define getchar() getc(stdin)//即getchar等同于調用getc(stdin)
我們又找到getc的定義
#define getc(_stream) (--(_stream)->_cnt >= 0 \ ? 0xff & *(_stream)->_ptr++ : _filbuf(_stream))
將其展開即得:
if(--(stdin)->_cnt>=0) return 0xff&*(stdin)->ptr++; else return filbuf(stdin);
代碼譯如下stdin是標準輸入流,查看MSDN與stdio.h中可以看到定義如下:
MSDN:
FILEstructure | Stores information about current state of stream; used in all stream I/O operations. | STDIO.H |
Stdio.h中:
#define stdin (&_iob[0])
跟蹤即可得:
_CRTIMP extern FILE _iob[];
從上面代碼可得_iob是FILE結構類型的,查看stdio.h中可以看到FILE結構體定義如下:
從FILE結構中我們可以得到了上面getc宏定義中使用的_cnt,_ptr成員,但這些都是次要的,我們應該不難發現有這樣幾個成員_bufsize,_base分別對應的是緩沖區大小,緩沖區基地址,從這里得到一個顯而意見的結論就是getchar函數使用了緩沖機制。(_cnt對應的是緩沖區的輸入的字節數目,_ptr對應的是讀指針的位置)
getc宏定義詳解
--(stdin)->_cnt>=0此句判斷是否緩沖區內有數據,有的話就減一(表示又讀了一個),并讀取數據return 0xff&*(stdin)->ptr++,讀完成后,將讀指針向前移一個位置【重要】
好了,講了這么多都是鋪墊,現在回到正題為什么會出現上述結果:)
出現上述結果追根結底還是由于getchar函數使用了緩沖(看了上面的,我想大家也知道了,確實使用了緩沖),當輸入一個字符按下回車后程序沒有等待你二次輸入就結束了,而且無論輸入什么運行結果均是10,這是因為當用戶輸入了一個字符后,并按下回車后,緩沖中會存入用戶輸入的字符以及換行鍵的ASCII碼(10 ~)【略去的回車的ASCII碼13,可能是為了跨平臺,在Linux下,回車后就是換行10,Windows下回車是先回車回到首行,再換行,即13 10】(執行第一次getchar實際上是執行getc的else語句,填充緩存區后_cnt=2,_prt指向0位置,執行完后_cnt=1,_prt指向1位置),第二次執行getchar時,調用getc不會再執行else語句,執行的是if語句,故第二次不再等待用戶輸入了,直接執行,執行后cnt=0,prt指向位置2,并返回ptr指向位置1時的結果,即10,由于10為換行鍵,當執行遇到此時,會在執行完后清空緩存,ptr重新指向了位置0,cnt=0。
當輸入abcd的時候分析一樣,只不過掃行了第二個getchar后,cnt=2,ptr指向了位置2。