C语言-文件输入/输出缓冲区和setvbuf()函数

Question

在C语言中，fopen()函数是否真的会创建两个缓冲区，一个用于输入，另一个用于输出？

这是我的C语言书籍上所说的：

通常，使用标准I/O的第一步是使用fopen()打开文件。（不过要注意，stdin、stdout和stderr文件会自动打开。）fopen()函数不仅会打开文件，还会设置一个缓冲区（在读写模式下有两个缓冲区），并设置一个包含有关该文件数据的数据结构...

如果使用fopen()打开文件会创建两个缓冲区，在类似于"a+"的读写模式下，即既可以读取也可以写入...

FILE * fp = fopen ("file.txt", "a +");
setvbuf (destination_file, NULL, _IOFBF, BUFFER_SIZE);

setvbuf() 函数所指的缓冲区是什么？

- AlexQualcosa

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当书中说“两个缓冲区”时，它是在胡说八道。实际上只使用了一个缓冲区。 - Jonathan Leffler

Answer 1

一个打开的文件只有一个缓冲区，无论是为读取、写入还是两者都打开。

《C标准》第7.21.5.3节详细介绍了fopen函数，其中规定：

当以更新模式（在上述模式参数值列表中作为第二个或第三个字符的+）打开文件时，可对关联流执行输入和输出。但不能直接在输出后紧跟输入，除非在它们之间调用fflush函数或文件定位函数（fseek、fsetpos或rewind），也不能在输入后紧跟输出，除非输入操作遇到文件结束。在某些实现中，以更新模式（或创建）文本文件可能会改为打开（或创建）二进制流。

上面的段落说明在执行输入（无论是显式还是通过定位函数隐式执行）之前必须刷新输出缓冲区，以及在执行输出之后执行输入时也是如此。这是仅有单个缓冲区的结果。

从逻辑角度来看，这也是有意义的，因为它防止读取和写入对文件内容产生不一致的视图。

- dbush

Answer 2

setvbuf()函数所涉及到的缓冲区是指"两者"。调用fopen()不一定会为读写模式创建 "两个缓冲区"，大多数实现只使用一个缓冲区，因为这就足够了。

C标准 隐含地支持单个缓冲区。根据7.21.5.3 fopen函数, 第7段：

当使用更新模式（上述模式参数值列表中第二个或第三个字符为 '+'）打开文件时，关联流可以进行输入和输出。但是，在没有调用 fflush 函数或文件定位函数(fseek, fsetpos 或 rewind) 的情况下，不能直接在输出之后进行输入；在没有调用文件定位函数的情况下，不能直接在输入之后进行输出，除非输入操作遇到了文件结束。在某些实现中，使用更新模式打开（或创建）文本文件可能会改为打开（或创建）二进制流。

该段落的要求允许使用单个缓冲区。

- Andrew Henle