C語言緩沖區（緩存）詳解

緩沖區又稱為緩存，它是內存空間的一部分。也就是說，在內存空間中預留了一定的存儲空間，這些存儲空間用來緩沖輸入或輸出的數據，這部分預留的空間就叫做緩沖區。

緩沖區根據其對應的是輸入設備還是輸出設備，分為輸入緩沖區和輸出緩沖區。
為什么要引入緩沖區
比如我們從磁盤里取信息，我們先把讀出的數據放在緩沖區，計算機再直接從緩沖區中取數據，等緩沖區的數據取完后再去磁盤中讀取，這樣就可以減少磁盤的讀寫次數，再加上計算機對緩沖區的操作大大快於對磁盤的操作，故應用緩沖區可大大提高計算機的運行速度。

又比如，我們使用打印機打印文檔，由於打印機的打印速度相對較慢，我們先把文檔輸出到打印機相應的緩沖區，打印機再自行逐步打印，這時我們的CPU可以處理別的事情。

現在您基本明白了吧，緩沖區就是一塊內存區，它用在輸入輸出設備和CPU之間，用來緩存數據。它使得低速的輸入輸出設備和高速的CPU能夠協調工作，避免低速的輸入輸出設備占用CPU，解放出CPU，使其能夠高效率工作。
緩沖區的類型
緩沖區 分為三種類型：全緩沖、行緩沖和不帶緩沖。

1) 全緩沖
在這種情況下，當填滿標准I/O緩存后才進行實際I/O操作。全緩沖的典型代表是對磁盤文件的讀寫。

2) 行緩沖
在這種情況下，當在輸入和輸出中遇到換行符時，執行真正的I/O操作。這時，我們輸入的字符先存放在緩沖區，等按下回車鍵換行時才進行實際的I/O操作。典型代表是標准輸入(stdin)和標准輸出(stdout)。

3) 不帶緩沖
也就是不進行緩沖，標准出錯情況stderr是典型代表，這使得出錯信息可以直接盡快地顯示出來。

ANSI C( C89 )要求緩存具有下列特征：
當且僅當標准輸入和標准輸出並不涉及交互設備時，它們才是全緩存的。
標准出錯決不會是全緩存的。

但是，這並沒有告訴我們如果標准輸入和輸出涉及交互作用設備時，它們是不帶緩存的還是行緩存的，以及標准輸出是不帶緩存的，還是行緩存的。

大部分系統默認使用下列類型的緩存：
標准出錯是不帶緩存的。
如果是涉及終端設備的流，則它們是行緩存的；否則是全緩存的。

我們經常要用到標准輸入輸出流，而ANSI C對stdin、stdout和stderr的緩存特征沒有強行的規定，以至於不同的系統可能有不同的stdin、stdout和stderr的緩存特征。目前主要的緩存特征是：stdin和stdout是行緩存；而stderr是無緩存的。
緩沖區的大小
如果我們沒有自己設置緩沖區的話，系統會默認為標准輸入輸出設置一個緩沖區，這個緩沖區的大小通常是4096個字節的大小，這和計算機中的分頁機制有關，因為進程在計算機中分配內存使用的就是分頁與分段的機制，並且每個頁的大小是4096個字節，因此通常情況下緩沖區的大小會設置為4096個字節的大小。
緩沖區的刷新（清空）
下列情況會引發緩沖區的刷新：
緩沖區滿時；
行緩沖區遇到回車時；
關閉文件；
使用特定函數刷新緩沖區。