C++-缓冲区和流的作用是什么？

Question

虽然我已经了解了缓冲区和流以及它们在C++文件操作中的工作原理，但我不知道如果有流，缓冲区有什么必要性。流始终可以将一个文件的数据传输到程序中。那么为什么我们使用缓冲区来存储数据(执行与流相同的任务)，缓冲流和非缓冲流是什么。

- Sharma

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http://www.cprogramming.com/tutorial/c++-iostreams.html - Tim B

Answer 1

考虑一个向文件写入数据的流。如果没有缓冲区，如果程序将单个字节写入流中，就必须将单个字节写入文件。这非常低效。因此，流具有缓冲区，以将在流的一侧进行的操作与在流的另一侧进行的操作分离开来。

- David Schwartz

Answer 2

好的，让我们从头开始。假设您想要处理文件。为此，您需要管理数据如何输入到文件中，以及数据是否成功发送到文件中等基本工作问题。现在，您可以自己管理所有这些内容，但这将需要很多时间和辛勤工作，或者您可以使用流。

是的，您可以为此目的分配一个流。流使用抽象机制，即我们C++程序员不知道它们是如何工作的，但我们只知道我们处于流的一侧（在我们程序的一侧），我们向流提供数据，它有责任将数据从一端传输到另一端（文件的一侧）。

例如-

ofstream file("abc.txt"); //Here an object of output file stream is created
file<<"Hello";            //We are just giving our data to stream and it transfers that
file.close();             //The closing of file

现在，如果您在处理文件，则应该知道处理文件是一项非常昂贵的操作，即访问文件比访问内存需要更长时间，我们也不必每次执行文件操作。因此，程序员创建了一个名为缓冲区的新功能，它是计算机内存的一部分，并临时存储数据以处理文件。

假设在每次读取数据之前，您只需读取某个内存位置，其中暂时复制了文件的所有数据。现在，它将是一项不那么昂贵的任务，因为您正在读取内存而不是文件。

那些具有缓冲区进行工作的流（即它们打开文件并默认复制文件的所有数据到缓冲区中）称为缓冲流，而那些不使用任何缓冲区的流称为非缓冲流。

现在，如果您向缓冲流输入数据，则该数据将排队等待，直到流被刷新（刷新意味着用文件的数据替换缓冲区的数据）。非缓冲流在工作方面更快（从流的一端用户的角度来看），因为数据不会临时存储到缓冲区中，而是在进入流时立即发送到文件中。

- Sharma harsh

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哇，伙计，你的回答真的很长，但它帮助我澄清了关于文件处理的误解，谢谢。 - Sharma

Answer 3

缓冲区和流是不同的概念。

缓冲区是内存中用于临时存储数据的一部分。它可以以各种方式进行实现和结构化。例如，如果要读取一个非常大的文件，则可以读取该文件的块并将其存储在缓冲区中。一旦处理完某个块，数据就可以被丢弃，并且可以读取下一个块。在这种情况下，块可以是文件的一行。

流是C++处理输入和输出的方式。它们的实现使用缓冲区。

- Florian Lauck

Answer 4

我同意流（stream）可能是标准库中写得最差、被理解最差的部分。人们每天都在使用它，但很多人对他们使用的构造方式一无所知。为了好玩，试着问一下什么是std::endl，你可能会发现有些答案很有趣。

无论如何，流和流缓冲区有不同的职责。流应该提供格式化的输入和输出——也就是将整数转换为字节序列（或反之），而缓冲区则负责将字节序列传输到媒体上。

不幸的是，这种设计在实现上并不清晰。例如，我们有所有那些众多的流——例如文件流和字符串流——而这些之间唯一的区别就是缓冲区。流代码保持完全相同。我相信，如果有人有机会重新设计流，许多人会这样做，但恐怕这不会发生。

- SergeyA