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面试题:C语言Linux文件I/O混合缓冲策略实现

假设你正在开发一个在Linux系统上处理大量数据的C语言应用程序,要求部分数据采用行缓冲,部分采用全缓冲,如何实现这种混合的缓冲策略?请给出关键代码片段并解释其原理。
15.0万 热度难度
编程语言C

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面试题答案

一键面试
  1. 行缓冲实现

    • 对于标准输出等流,可以通过调用setvbuf函数来设置为行缓冲。当写入的数据遇到换行符\n时,缓冲区的数据会被刷新到目标设备。
    #include <stdio.h>
    int main() {
        // 设置标准输出为行缓冲
        setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
        printf("This is a line buffered output.\n");
        return 0;
    }
    
    • 这里setvbuf函数的第一个参数stdout是要设置缓冲模式的流,第二个参数NULL表示让系统自动分配缓冲区,_IOLBF表示行缓冲模式,最后一个参数0表示缓冲区大小采用默认值。
  2. 全缓冲实现

    • 同样使用setvbuf函数来设置为全缓冲。全缓冲意味着只有当缓冲区填满或者明确调用fflush函数时,数据才会被刷新到目标设备。
    #include <stdio.h>
    int main() {
        char buffer[1024];
        // 设置标准输出为全缓冲,使用自定义的缓冲区
        setvbuf(stdout, buffer, _IOFBF, sizeof(buffer));
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            printf("This is part of full - buffered output.");
        }
        // 手动刷新缓冲区
        fflush(stdout);
        return 0;
    }
    
    • 在这段代码中,setvbuf函数的第一个参数stdout是目标流,第二个参数buffer是自定义的缓冲区,_IOFBF表示全缓冲模式,sizeof(buffer)指定了缓冲区的大小。之后通过循环写入数据,在没有填满缓冲区前数据不会自动输出,直到调用fflush(stdout)手动刷新缓冲区。
  3. 混合缓冲策略实现

    • 假设我们有两个文件流,一个设置为行缓冲,另一个设置为全缓冲。
    #include <stdio.h>
    int main() {
        FILE *lineBufferedFile = fopen("line_buffered.txt", "w");
        FILE *fullyBufferedFile = fopen("fully_buffered.txt", "w");
    
        // 设置行缓冲文件流
        setvbuf(lineBufferedFile, NULL, _IOLBF, 0);
        // 设置全缓冲文件流
        char buffer[1024];
        setvbuf(fullyBufferedFile, buffer, _IOFBF, sizeof(buffer));
    
        // 向行缓冲文件写入数据
        fprintf(lineBufferedFile, "This is line - buffered data.\n");
    
        // 向全缓冲文件写入数据
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            fprintf(fullyBufferedFile, "This is full - buffered data.");
        }
        // 手动刷新全缓冲文件的缓冲区
        fflush(fullyBufferedFile);
    
        fclose(lineBufferedFile);
        fclose(fullyBufferedFile);
        return 0;
    }
    
    • 这里分别打开两个文件,对lineBufferedFile设置为行缓冲,对fullyBufferedFile设置为全缓冲,并分别进行数据写入操作。对于全缓冲的文件流,在写入一定量数据后需要手动调用fflush刷新缓冲区,而对于行缓冲的文件流,遇到换行符会自动刷新。