在 C 語言重新整理 stdout 輸出流
本文將演示關於如何在 C 語言中重新整理 stdout 輸出流的多種方法。
在 C 語言中使用 fflush 函式來重新整理 stdout 輸出流
C 標準庫提供了一個 I/O 庫，即 stdio，它基本上代表了在使用者空間中進行的 I/O 操作的緩衝版本，從而提高了常見用例的效能。一般來說，訪問檔案和對檔案進行操作是由作業系統服務提供的，因此，使用者最終需要系統呼叫，例如開啟一個檔案。頻繁的系統呼叫會使程式的執行速度變慢，因為它需要訪問作業系統的核心資料結構並來回傳輸控制。因此，在使用 stdio 函式呼叫時，C 庫會維護一些緩衝區來處理輸入/輸出操作。
如果使用者需要對核心緩衝區進行強制寫入，則需要對 fflush 函式提供的給定流進行重新整理。fflush 需要一個 FILE 的單引數，指向給定流的指標。請注意，fflush 對輸出流強制執行寫功能，同時丟棄輸入流的任何緩衝資料（有可尋檔案）。如果引數是 NULL，它將重新整理所有開啟的輸出流。
注意，fflush 並不能確保寫入的資料被物理儲存，因為這需要核心緩衝區被重新整理(可以使用 fsync 呼叫來完成，請參見這裡)。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
char *username;
size_t len;
int lnmax = 256;
username = malloc(lnmax);
if (username == NULL)
perror("malloc");
printf("Username: ");
fflush(stdout);
if (fgets(username, lnmax, stdin) == NULL)
exit(EXIT_FAILURE);
printf("Your username is set to - %s", username);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
輸出：
Username: tmp
Your username is set to - tmp
在 C 語言中使用 printf 函式演示 fflush 行為
請注意，有些流（如 stderr）是沒有緩衝的。相反，隱含寫入 stdout 流的 printf 函式是有緩衝的，如果我們在下面執行每次迭代列印一個字元的無限迴圈，直到內部緩衝區滿了才會向流輸出內容。因此，下面的程式碼示例的結果是突發列印 bullet 字元。請注意，我們每次迭代都呼叫 usleep 函式，以減慢人眼的執行速度，以便於清晰地觀察到。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
while (1) {
printf(".");
usleep(1e3);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
另外，如果我們用 fprintf 代替 printf 的呼叫，列印到 stderr 流，就會產生每秒鐘一個字元的迭代列印行為。再次強調，每次迭代的 1 秒延遲只是為了保證良好的演示效果。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
while (1) {
fprintf(stderr, ".");
sleep(1);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
最後，如果我們需要在 stdout 流上模仿前面示例程式碼中看到的相同行為，我們可以在 printf 函式後新增 fflush 呼叫。這將迫使 C 庫緩衝區在每次迭代時寫入核心緩衝區，從而產生類似的行為。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
while (1) {
printf(".");
fflush(stdout);
sleep(1);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.
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