流缓冲区的功能及接口分析

通常，stream并不负责实际读写操作，而是委托给流缓冲区实现。输出流将某些字符放入缓冲区。之后于某个时刻，这些字符被写至输出设备上。此类缓冲区被称为流缓冲区。类streambuf为缓冲区管理内存，并提供用于填充的缓冲区、访问缓冲区内容、刷新缓冲区和管理缓冲区内存的类方法。

在使用cout输出字符时，刷新输出缓冲区具有一定的意义。由于ostream类对cout对象处理的输出进行缓冲，输出不会立即发送到目标地址，而被存在缓冲区中，直至缓冲区被填满。之后，程序通过刷新缓冲区，将其中的内容发送出去，并清空缓冲区，以存储新的数据。通常，缓冲区的大小为512Byte或其整数倍。当标准输出连接的是硬盘上的文件时，缓冲可以节省大量时间。程序员不希望程序为发送512Byte而存取磁盘512次。将512个Byte收集到缓冲区中，之后一次性将其写入硬盘的效率，这才是他们所期望的。

对于屏幕输出，首先填充缓冲区的重要性要低得多。幸运的是，屏幕输出时，程序没必要等待缓冲区被填充。例如，换行符发送至缓冲区之后，缓冲区即被刷新。而多数的C＋＋语言，是在输入即将发生时，刷新缓冲区。控制符flush和endl均可实现刷新缓冲区，而控制符endl在刷新缓冲区时，还将插入一个换行符。

对于程序员来说，类basic_streambuf仅仅是发送（sent）或提取（extracted）字符的地方。通常有两个公共函数用于写入字符。它们是sputc（）和sputn（）。sputc（）函数调用发生错误时，会返回traits_type：：eof（），之后traits_type是类中的型别定义。sputn（）函数将写入由第二参数指定的字符数，除非stream缓冲区无法使用该字符。这两个函数在使用过程中，是不考虑字符串终止符号的。其返回值是实际写出的字符数。

访问流缓冲区的接口非常复杂。对于输入而言，必须时刻监视未耗用的字符。解析时，字符最好能被送回stream缓冲区。为此，类streambuf特别提供了相应的成员函数，详见表7-3。

表7-3 类streambuf的成员函数（输入）

in_vail（）函数用于确定缓冲区中至少有多少个有效字符。用于确定从键盘读取数据时不会发生阻塞。值得注意的是，缓冲区实际上可能包含更多的有效字符。

函数sgetc（）不必移动至下一字符即可获得当前字符。sbumpc（）函数读取当前字符并移动至下一个字符，并使之成为当前字符。snextc（）函数将下一个字符视为当前字符，之后读取之。这3个函数如果调用失败，均会返回traits_type：：eof（）。sgetn（）函数读取字符序列并发送至缓冲区中，其参数可以代表欲读取的字符数，返回值是实际读取的字符数目。(www.xing528.com)

sputbackc（）和sungetc（）函数被用于后退一步，并使前一个字符成为当前字符。sput_- backc（）函数可将前一字符替换为其他字符。使用这两个函数，只能回退一个字符。还有部分函数用于存取局部对象，改变位置或影响缓冲区，详见表7-4。

表7-4 难以分类的类streambuf的公用函数

pubimbue（）和getloc（）用于国际化议题。pubimbue（）在stream缓冲区中安装一个新的locale对象，并返回前一个被安装的locale对象：getloc（）返回当前的locale对象。

pubsetbuf（）函数试图对缓冲区的缓冲策略进行控制，是否有效则取决于具体的类stre_- ambuf。例如，对于字符串流缓冲区运用pubsetbuf（）将毫无意义。即使用于文件流缓冲区，也只能在第一个IO操作之后以pubsetbuf（0，0）方式调用才起作用。如果调用出错，函数返回0；否则，返回该stream缓冲区。

pubseekoff（）函数和pubseekpos（）函数控制读写操作的当前位置，无论控制读或写，都取决于最后一个参数（型别为ios_base：：openmode），如果没有特别指定，参数默认值为ios_base：：in｜ios_base：：out。一旦设置ios_base：：in，读取位置会跟着改变；一旦设置ios_base：：out，改写位置会跟着变化。pubseekpos（）函数会把stream当前位置移动至其第一个参数指示的绝对位置上；pubseekoff（）函数会把stream当前位置移动至相对位置，偏移量由第一个参数决定，起始位置由第二参数决定，标识符一般是ios_base：：cur/ios_base：：beg/ios_base：：end。这两个函数均返回stream所在位置或无效位置，将函数结果拿来和对象pos_type比较，检查出无效的stream位置。如果要获取stream的当前位置，需要使用pubseekoff（）函数。例如，