为什么在sleep()之前printf()没有输出任何内容？

Question

我正在学习 Kernighan 和 Ritchie 的书中的 C 语言；我正在第四章（“函数和程序结构”）的基础知识中。有一天，我对 sleep() 函数产生了好奇心，所以尝试使用它，像这样：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
  printf(" I like cows.");
  sleep(5);
  return 0;
}

程序的问题在于输出，看起来它先执行了sleep()再执行printf()，换句话说，它等待5秒钟然后才打印字符串。所以我想，也许程序执行sleep()太快了，没有让printf()像我想要的那样完成它的工作，即先打印字符串，然后再休眠。

我该如何先显示字符串，然后让程序休眠呢？ 编译器是OpenBSD 4.3中的GCC 3.3.5（propolice）。

- John Woods

Answer 1

printf()将输出到stdout(默认输出流)，它通常是行缓冲的。由于缓冲区在调用sleep时没有刷新，因此不会显示任何内容。当程序退出时，所有流都会自动刷新，这就是为什么在退出前才打印出来。打印一个换行符通常会导致流被刷新，或者您可以使用fflush函数：

int main(void)
{
  printf(" I like cows.\n");
  sleep(5);
  return 0;
}

或：

int main(void)
{
  printf(" I like cows.");
  fflush(stdout);
  sleep(5);
  return 0;
}

如果您正在向一个非行缓冲的流打印（例如，如果stdout被重定向或者您正在写入文件），仅仅打印一个换行符可能不起作用。在这种情况下，如果您想要立即写入数据，应该使用fflush。

- Robert Gamble

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将字符串添加 \n 的原因是由于向控制台输出的 printf 是行缓冲的。然而，如果将其重定向到文件，则可能不足够，因为它使用了不同的缓冲方案。 - Paul Tomblin

有趣的问题是，你如何判断当前文件指针使用的缓冲模式？ - Vinko Vrsalovic

@Paul，没错，这就是为什么我说它通常会导致流被刷新，但我还是会进一步澄清一下。 - Robert Gamble

@Vinko，没有标准函数可以告诉你流的缓冲模式，但许多实现都有自己的函数（例如glibc有__flbf和__fbufsize）。 - Robert Gamble

@RobertGamble，嗯，我学到了fflush（stdout）是未定义行为。 - Box Box Box Box

Answer 2

你的问题是，printf（和其他使用stdio库向标准输出写入东西的内容）是有缓冲区的——如果输出到控制台，则是按行缓冲，如果输出到文件，则是按大小缓冲。如果在printf后加上fflush(stdout);，它就会执行你想要的操作。你可以尝试在字符串中添加换行符('\n')，只要不将标准输出重定向到文件中，那么这样做也是正确的。

我不是100%确定，但我认为stderr没有缓冲区，这可能会导致混淆，因为您可能会看到您之前输出到stdout的输出内容，然后才会看到您输出到stderr的输出内容。

- Paul Tomblin

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printf 函数没有缓冲区，它所写入的流是有缓冲区的。 - Robert Gamble

标准错误通常是无缓冲的（尽管它可能是行缓冲的）。 - Robert Gamble

为什么换行符（'\n'）会起作用？ - gonidelis

@johngonidelis 因为正如我之前所说，它是行缓冲的。当它看到一行的结尾时，它会刷新缓冲区。 - Paul Tomblin

Answer 3

缓冲意味着所有输出都存储在一个地方（称为缓冲区），并在其中存在一定量的数据后输出。这是为了提高效率而做的。

某些（大多数？）实现在向控制台写入时在换行符后清除缓冲区，因此您也可以尝试。

printf(" I like cows.\n");

而不是调用fflush()函数

- Vinko Vrsalovic

Answer 4

我按照以下方式实现了时间遭遇;

for (int i = 1; i <= 60; i++) {
    printf("%02d", i);
    fflush(stdout);
    sleep(1);
    printf("\b\b");
}

- JunJie Wang