setbuf与setvbuf函数，C语言setbuf与setvbuf函数详解

在讨论 setvbuf 与 setbuf 函数之前，先来看如下一段示例代码：

int main(void)
{
    FILE* fp=NULL;
    int fd;
    const char *f1="testfprintf.log";
    const char *f2="testwrite.log";
    fp = fopen(f1, "wb");
    if(fp == NULL)
    {
        return -1;
    }
    fd = open(f2, O_WRONLY|O_CREAT|O_EXCL, 0666);
    if(fd < 0)
    {
        return -1;
    }
    while(1)
    {
        fprintf(fp, "fprintf------|\n");
        write(fd, "write|\n", sizeof("write|\n"));
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

在上面的示例代码中，使用 fprintf 函数对文件 testfprintf.log 执行写入操作，使用 write 函数对文件 testwrite.log 执行写入操作。这里需要注意的是，因为 fprintf 函数会缓冲 4096 字节的数据，只有当达到这么多字节的数据时才会进行实际的磁盘写入。

因此，运行上面的示例程序，然后实时查看 testfprintf.log 文件与 testwrite.log 文件，会发现 testfprintf.log 文件不会被实时写入，只有当写入的数据的大小为 4096 字节的倍数的时候才会被写入；而 write 函数则不同，因为它不进行任何缓冲（直接写入磁盘），所以文件 testwrite.log 不断有数据写入，运行结果如图 1 所示。

在上面的示例中不难发现，通过提供缓冲区可以尽可能减少 read 和 write 调用的次数，从而降低执行 I/O 的时间。在 C 语言中，标准 I/O 库提供了 3 种类型的缓冲。

1) 全缓冲

在进行 I/O 操作时，只有当 I/O 缓冲区被填满时，才进行实际的 I/O 操作。对于驻留在磁盘上的文件，通常就是由标准 I/O 库来实施全缓冲的。在一个流上执行第一次 I/O 操作时，相关标准 I/O 函数通常调用 malloc 来获得需要使用的缓冲区。

在默认情况下，全缓冲的缓冲区可以由标准 I/O 例程自动刷新。当然，也可以通过调用 fflush 函数来强制刷新一个数据流。但需要特别注意的是，在标准 I/O 库方面，flush 函数意味着将缓冲区中的内容写到磁盘上；而在终端驱动程序方面，flush 函数则表示丢弃已存储在缓冲区中的数据。

2) 行缓冲

在这种情况下，只有当在输入和输出中遇到换行符时，才执行实际的 I/O 作。当然，因为标准 I/O 库用来收集每一行的缓冲区的长度是固定的，所以只要填满了缓冲区，即使还没有写一个换行符，也必须进行 I/O 操作。

很显然，它允许我们一次输出一个字符（如 fputc 函数），但只有在写完一行之后才进行实际 I/O 操作。当流涉及一个终端时，通常使用行缓冲。例如，使用最频繁的 printf 函数就是采用行缓冲，所以感觉不出缓冲的存在。

3) 不带缓冲

标准 IO 库不对字符进行缓冲存储。在一般情况下，标准错误流 stderr 通常也是不带缓冲的。

相对于这些系统默认的情况，也可以通过调用标准库函数 setbuf 和 setvbuf 来更改缓冲类型。函数 setbuf 和 setvbuf 将使得在打开文件后用户可以建立自己的文件缓冲区，而不使用由 fopen 函数打开文件所设定的默认缓冲区。函数 setbuf 和 setvbuf 的一般函数原型如下所示：

void setbuf(FILE *fp, char *buf);
int setvbuf(FILE *fp, char *buf, int mode, size_t size);

使用 setbuf 与 setvbuf 函数指定文件的缓冲区一定要在文件读写之前。一旦用户自己指定了文件的缓冲区，文件的读写就要在用户指定的缓冲区中进行，而不在系统默认指定的缓冲区中进行。

对于 setbuf 函数，当指定参数 buf 为 null 时，setbuf 函数将使得文件 I/O 不带缓冲。如下面的示例代码所示：

setbuf(fp, NULL);

对 setvbuf 函数来说，由于 setbuf 函数没有返回值，因此也无法确定 setbuf 函数的调用是否成功。在实际使用中，应该尽量使用 setvbuf 来替换 setbuf 函数，以验证流被成功地更改。如下面的示例代码所示：

if (setvbuf(file, buf, buf ？ _IOFBF : _IONBF, BUFSIZ) != 0)
{
}

对 setvbuf 函数，则由 malloc 函数来分配缓冲区，参数 size 指明了缓冲区的长度（必须大于 0），而参数 mode 则表示缓冲的类型，取值如下所示：

• _IOFBF，全缓冲。
• _IOLBF，行缓冲。
• _IONBF，不缓冲，此时忽略 buf 与 size 参数的值，直接读写文件，不再经过文件缓冲区缓冲。