129 C語言FILE結(jié)構(gòu)體以及緩沖區(qū)深入探討
在C語言中,用一個(gè)指針變量指向一個(gè)文件,這個(gè)指針稱為文件指針。通過文件指針就可對它所指的文件進(jìn)行各種操作。
定義文件指針的一般形式為:
FILE??*fp;
這里的FILE,實(shí)際上是在stdio.h中定義的一個(gè)結(jié)構(gòu)體,該結(jié)構(gòu)體中含有文件名、文件狀態(tài)和文件當(dāng)前位置等信息,fopen 返回的就是FILE類型的指針。
注意:FILE是文件緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu),fp也是指向文件緩沖區(qū)的指針。
不同編譯器 stdio.h 頭文件中對 FILE 的定義略有差異,這里以標(biāo)準(zhǔn)C舉例說明:
typedef struct _iobuf { ? ?int cnt; ?// 剩余的字符,如果是輸入緩沖區(qū),那么就表示緩沖區(qū)中還有多少個(gè)字符未被讀取 ? ?char *ptr; ?// 下一個(gè)要被讀取的字符的地址 ? ?char *base; ?// 緩沖區(qū)基地址 ? ?int flag; ?// 讀寫狀態(tài)標(biāo)志位 ? ?int fd; ?// 文件描述符 ? ?// 其他成員} FILE;
下面說一下如果控制緩沖區(qū)。
我們知道,當(dāng)我們從鍵盤輸入數(shù)據(jù)的時(shí)候,數(shù)據(jù)并不是直接被我們得到,而是放在了緩沖區(qū)中,然后我們從緩沖區(qū)中得到我們想要的數(shù)據(jù) 。如果我們通過setbuf()或setvbuf()函數(shù)將緩沖區(qū)設(shè)置10個(gè)字節(jié)的大小,而我們從鍵盤輸入了20個(gè)字節(jié)大小的數(shù)據(jù),這樣我們輸入的前10個(gè)數(shù)據(jù)會放在緩沖區(qū)中,因?yàn)槲覀冊O(shè)置的緩沖區(qū)的大小只能夠裝下10個(gè)字節(jié)大小的數(shù)據(jù),裝不下20個(gè)字節(jié)大小的數(shù)據(jù)。那么剩下的那10個(gè)字節(jié)大小的數(shù)據(jù)怎么辦呢?暫時(shí)放在了輸入流中。請看下圖:
上面的箭頭表示的區(qū)域就相當(dāng)是一個(gè)輸入流,紅色的地方相當(dāng)于一個(gè)開關(guān),這個(gè)開關(guān)可以控制往深綠色區(qū)域(標(biāo)注的是緩沖區(qū))里放進(jìn)去的數(shù)據(jù),輸入20個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)只往緩沖區(qū)中放進(jìn)去了10個(gè)字節(jié),剩下的10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)就被停留在了輸入流里!等待下去往緩沖區(qū)中放入!接下來系統(tǒng)是如何來控制這個(gè)緩沖區(qū)呢?
再說一下 FILE 結(jié)構(gòu)體中幾個(gè)相關(guān)成員的含義:
? ? cnt ?// 剩余的字符,如果是輸入緩沖區(qū),那么就表示緩沖區(qū)中還有多少個(gè)字符未被讀取
? ? ptr ?// 下一個(gè)要被讀取的字符的地址
? ? base ?// 緩沖區(qū)基地址
在上面我們向緩沖區(qū)中放入了10個(gè)字節(jié)大小的數(shù)據(jù),F(xiàn)ILE結(jié)構(gòu)體中的 cnt 變?yōu)榱?0 ,說明此時(shí)緩沖區(qū)中有10個(gè)字節(jié)大小的數(shù)據(jù)可以讀,同時(shí)我們假設(shè)緩沖區(qū)的基地址也就是 base 是0x00428e60 ,它是不變的 ,而此時(shí) ptr 的值也為0x00428e60
,表示從0x00428e60這個(gè)位置開始讀取數(shù)據(jù),當(dāng)我們從緩沖區(qū)中讀取5個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,cnt 變?yōu)榱? ,表示緩沖區(qū)還有5個(gè)數(shù)據(jù)可以讀,ptr 則變?yōu)榱?x0042e865表示下次應(yīng)該從這個(gè)位置開始讀取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù) ,如果接下來我們再讀取5個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,cnt 則變?yōu)榱? ,表示緩沖區(qū)中已經(jīng)沒有任何數(shù)據(jù)了,ptr 變?yōu)榱?x0042869表示下次應(yīng)該從這個(gè)位置開始從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù),但是此時(shí)緩沖區(qū)中已經(jīng)沒有任何數(shù)據(jù)了,所以要將輸入流中的剩下的那10個(gè)數(shù)據(jù)放進(jìn)來,這樣緩沖區(qū)中又有了10個(gè)數(shù)據(jù),此時(shí) cnt
變?yōu)榱?0 ,注意了剛才我們講到 ptr 的值是0x00428e69 ,而當(dāng)緩沖區(qū)中重新放進(jìn)來數(shù)據(jù)的時(shí)候這個(gè) ptr 的值變?yōu)榱?x00428e60 ,這是因?yàn)楫?dāng)緩沖區(qū)中沒有任何數(shù)據(jù)的時(shí)候要將 ptr 這個(gè)值進(jìn)行一下刷新,使其指向緩沖區(qū)的基地址也就是0x0042e860這個(gè)值!因?yàn)橄麓我獜倪@個(gè)位置開始讀取數(shù)據(jù)!
在這里有點(diǎn)需要說明:當(dāng)我們從鍵盤輸入字符串的時(shí)候需要敲一下回車鍵才能夠?qū)⑦@個(gè)字符串送入到緩沖區(qū)中,那么敲入的這個(gè)回車鍵(r)會被轉(zhuǎn)換為一個(gè)換行符n,這個(gè)換行符n也會被存儲在緩沖區(qū)中并且被當(dāng)成一個(gè)字符來計(jì)算!比如我們在鍵盤上敲下了123456這個(gè)字符串,然后敲一下回車鍵(r)將這個(gè)字符串送入了緩沖區(qū)中,那么此時(shí)緩沖區(qū)中的字節(jié)個(gè)數(shù)是7
,而不是6。
緩沖區(qū)的刷新就是將指針 ptr 變?yōu)榫彌_區(qū)的基地址 ,同時(shí) cnt 的值變?yōu)? ,因?yàn)榫彌_區(qū)刷新后里面是沒有數(shù)據(jù)的!