对setvbuf手册描述的疑问:用户缓冲区为何不可自行访问?
setvbuf用户缓冲区访问的疑问 我重点关注了cppreference上setvbuf函数手册里这段让我惊讶的描述:
若buffer不是空指针,则指示流使用用户提供的、从buffer开始的大小为size的缓冲区。在buffer指向的数组生命周期结束前,必须用fclose关闭该流。成功调用setvbuf后,该数组的内容是不确定的,任何尝试使用它的行为都是未定义行为。
这让我产生疑问:我特意把数据存在缓冲区里就是为了能独立于IO流访问,那之后该怎么访问这些数据?之前我没意识到缓冲区的重要性,这个问题让我进一步明白缓冲区的核心作用——简言之,IO流的内容在被访问前实际上是未定义的。我还看了相关资料,里面提到可以通过缓冲部分流内容来改善流的“不可知性”,但和手册里的警告似乎矛盾。是不是我对手册的解读太谨慎了?
编辑1:感谢大家的评论,在此澄清:因为fread和fwrite这类函数会接收缓冲区作为参数,我之前以为setvbuf是用来把缓冲区和流关联的方法,没意识到它的作用是自定义流的内部缓冲区,这和我处理数据用的数组不是一回事。
核心误解澄清
你之前的核心混淆点在于**setvbuf的用户缓冲区和fread/fwrite的参数缓冲区是完全不同的两个概念**:
fread/fwrite的参数缓冲区是你自己用来临时存放要读写的数据的,你完全掌控它的内容和生命周期,读写完成后可以自由访问其中的数据。setvbuf指定的是流的内部缓冲空间,这个缓冲区是给C标准库IO系统用的——它会被用来暂存从磁盘读入的数据(还没被你用fread取走),或者暂存你用fwrite写入的数据(还没刷到磁盘)。标准库会完全接管这个缓冲区的内容,所以手册才会说调用setvbuf后缓冲区内容不确定、不能自己访问,因为标准库随时会修改它,甚至可能用它做一些你意料之外的操作。
为什么手册会有这个警告
当你给setvbuf传入自己的缓冲区后,这个缓冲区就成了标准库IO流的“工作内存”:
- 比如读文件时,标准库可能一次性从磁盘读入一大块数据到这个缓冲区,然后你调用
fread时,它从这个缓冲区里给你拷贝数据; - 写文件时,你调用
fwrite的数据会先被拷贝到这个缓冲区,攒够一定量才会一次性写到磁盘。
在这个过程中,标准库会随意修改缓冲区的内容,你完全无法预测里面存的是什么,直接去读它的内容自然是未定义行为——可能读到残数据,可能导致程序崩溃,完全不可控。
如何实现“独立于IO流访问数据”
如果你想存数据并独立访问,应该用fread把流里的数据读到你自己管理的缓冲区里,这个缓冲区的内容完全由你掌控,读写完成后可以随时访问。setvbuf只是用来优化IO流的缓冲策略(比如调整缓冲大小、选择全缓冲/行缓冲/无缓冲),和你自己的数据存储完全无关。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Physina

