Question

一段时间以来，我一直在试图了解K＆R的putc版本，但是我资源不足（谷歌，堆栈溢出，clcwiki没有我想要的东西，我没有朋友或同事求助）。我将先解释上下文，然后再进行澄清。

本文的这一章介绍了描述文件的数据结构的示例。该结构包括一个字符缓冲区，用于一次读取和写入大块。然后，他们要求读者编写标准库putc的版本。

作为读者的线索，K＆R编写了getc版本，该版本同时支持缓冲读取和非缓冲读取。他们还编写了putc宏的框架，使用户自己编写了_flushbuf（）函数。 putc宏看起来像这样（p是指向文件结构的指针）：

int _flushbuf(int, FILE *);
#define putc(x,p)        (--(p)->cnt >= 0 \ 
                       ? *(p)->ptr++ = (x) : _flushbuf((x),p)
typedef struct {
        int   cnt;  /*characters left*/
        char *ptr;  /*next character position*/
        char *base; /*location of buffer*/
        int   flag; /*mode of file access*/
        int   fd;   /*file descriptor*/
} FILE;

令人困惑的是，宏中的条件实际上是在测试结构的缓冲区是否已满（这在文本中有说明）-附带说明，getc中的条件完全相同，但意味着缓冲区为空。奇怪吗？

这是我需要澄清的地方：我认为putc中的缓冲写入存在很大的问题；由于仅在_flushbuf（）中执行对p的写入，但是仅在文件结构的缓冲区已满时才调用_flushbuf（），因此仅在缓冲区完全填充时才进行写入。缓冲读取的大小始终是系统的BUFSIZ。只写'BUFSIZ'字符以外的任何东西都不会发生，因为_flushbuf（）永远不会在putc中调用。

putc可以很好地用于无缓冲写入。但是宏的设计使缓冲写入几乎毫无意义。这是正确的，还是我在这里遗漏了一些东西？为什么会这样呢？我真的很感谢这里的所有帮助。

Answer 1

我认为您可能误解了putc()宏中发生的情况；那里有很多运算符和符号，并且它们都非常重要（它们的执行顺序也很重要！）。为了更好地理解它，让我们将其替换为实际用法，然后将其扩展直到可以看到发生了什么。

让我们从简单调用putc('a', file)开始，如下例所示：

FILE *file = /* ... get a file pointer from somewhere ... */;

putc('a', file);

现在用宏代替对putc()的调用（这是简单的部分，由C预处理程序执行；而且，我认为您在版本末尾缺少括号）提供，所以我要在它所属的末尾插入它：

FILE *file = /* ... get a file pointer from somewhere ... */;

(--(file)->cnt >= 0 ? *(file)->ptr++ = ('a') : _flushbuf(('a'),file));

嗯，不是一堆乱七八糟的符号。让我们去掉不需要的括号，然后将?...:转换成if语句，它实际上是在幕后：

FILE *file = /* ... get a file pointer from somewhere ... */;

if (--file->cnt >= 0)
    *file->ptr++ = 'a';
else
    _flushbuf('a', file);

这更近了，但仍不是很明显。让我们将增量和减量移动到单独的语句中，以便更轻松地查看执行顺序：

FILE *file = /* ... get a file pointer from somewhere ... */;

--file->cnt;
if (file->cnt >= 0) {
    *file->ptr = 'a';
    file->ptr++;
}
else {
    _flushbuf('a', file);
}

现在，随着内容的重新排序，应该更容易看到正在发生的事情。首先，我们减少cnt，即剩余字符数。如果那表明还有剩余空间，则可以安全地将a写入文件的当前写入指针处的文件缓冲区中，然后将写入指针向前移动。

如果没有个剩余空间，则我们调用_flushbuf()，将文件（缓冲区已满）和想要写入但不能写入的字符传递给_flushbuf()。大概，ptr首先将整个缓冲区写出到实际的基础I / O系统中，然后将其写入该字符，然后很可能将cnt重置为缓冲区的开头，然后{{1 }}，以表示缓冲区能够再次存储大量数据。

那为什么会导致缓冲写入？答案是，_flushbuf()调用仅在缓冲区已满时“偶尔执行”。将字节写入缓冲区很便宜，而执行实际的I / O则很昂贵，因此这导致_flushbuf()的调用相对较少（每BUFSIZ个字符仅调用一次）。

Answer 2

如果写的足够多，缓冲区最终将变满。如果不这样做，最终将关闭文件（或者在main()返回时运行时将为您执行该操作），并且fclose()调用_flushbuf()或等效文件。或者，您将手动fflush()流，它也等效于_flushbuf()。

如果要写几个字符然后调用sleep(1000)，您会发现很长一段时间都没有打印任何内容。确实是它的工作方式。

getc和putc中的测试是相同的，因为在一种情况下，计数器记录了多少个可用字符，而在另一种情况下，它记录了有多少可用空间。

了解K＆R的putc宏：K＆R第8章（Unix系统接口）练习2

2 个答案: