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[English version](/posts/c教程/en-US/05-Input Output and Files/045-Buffered IO with fgets and fputs)

当您的程序读取和写入数据时，它并不总是直接进入磁盘或终端，而是使用缓冲区。缓冲区是临时保存数据的小内存块，通过减少系统执行缓慢 I/O 操作的频率来提高性能。

C 的标准 I/O 库（<stdio.h>）会自动为您处理此问题。在本节中，您将了解缓冲的工作原理以及如何使用fgets,fputs，以及有效管理它的相关功能。

什么是缓冲 I/O？ ​

C 库不是一次读取或写入一个字符，而是：

  • 填充缓冲区（用于输入）或
  • 收集一批字符（用于输出）

当缓冲区已满或刷新时，数据在程序和文件或终端之间移动。

这就是为什么有时printf()输出不会立即出现，它会在缓冲区中等待，直到发生换行或刷新。

输入：fgets() ​

fgets()从流中读取整行（包括空格）并将其存储在字符串中。

char *fgets(char *str, int size, FILE *stream);

-str：存储线的位置 -size：读取的最大字符数（包括\0) -stream：从哪里读取（例如stdin或文件指针）

例子：

#include <stdio.h>
int main(void) {
    char line[100];
    printf("Enter a sentence: ");
    if (fgets(line, sizeof(line), stdin))
        printf("You said: %s", line);
    return 0;
}

输入：

C is beautiful.

输出：

You said: C is beautiful.

如果输入超出缓冲区，fgets之后停止阅读size - 1字符以防止溢出，并自动以空值终止字符串。

输出：fputs() ​

fputs()将字符串写入流。

int fputs(const char *str, FILE *stream);

例子：

#include <stdio.h>
int main(void) {
    FILE *fp = fopen("output.txt", "w");
    if (!fp) {
        perror("Open failed");
        return 1;
    }
    fputs("Buffered I/O makes C fast.\n", fp);
    fputs("fgets and fputs are line-based tools.\n", fp);
    fclose(fp);
    printf("Wrote to output.txt\n");
    return 0;
}

输出文件：

Buffered I/O makes C fast.
fgets and fputs are line-based tools.

为什么 fgets 比 scanf("%s", …) 更安全 ​

-fgets()尊重缓冲区边界

  • 它可以正确读取空格和制表符
  • 它可以防止溢出的未定义行为

避免这种情况：

scanf("%s", buffer); // stops at first space and may overflow

更喜欢这个：

fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);

使用 fputs 写入 stdout 或 stderr ​

fputs()适用于任何输出流，而不仅仅是文件。

fputs("Message to screen.\n", stdout);
fputs("Error to stderr!\n", stderr);

您甚至可以在 shell 中重定向它们：

./program > result.txt 2> error.log

逐行读取文件 ​

以下是如何使用以下方法安全地读取文件fgets():

#include <stdio.h>
int main(void) {
    FILE *fp = fopen("poem.txt", "r");
    if (!fp) {
        perror("Failed to open file");
        return 1;
    }
    char line[200];
    while (fgets(line, sizeof(line), fp))
        printf("%s", line);
    fclose(fp);
    return 0;
}

小代码：复制文件 ​

一个最小的文件复制器使用fgets和fputs:

#include <stdio.h>
int main(void) {
    FILE *in = fopen("input.txt", "r");
    FILE *out = fopen("copy.txt", "w");
    if (!in || !out) {
        perror("File error");
        return 1;
    }
    char buf[256];
    while (fgets(buf, sizeof(buf), in))
        fputs(buf, out);
    fclose(in);
    fclose(out);
    printf("Copied successfully.\n");
    return 0;
}

缓冲液冲洗 ​

有时您需要手动刷新输出：

fflush(stdout);

这对于必须立即显示消息的交互式程序非常有用。

要完全禁用缓冲（例如，用于日志记录）：

setbuf(stdout, NULL);

为什么它很重要 ​

缓冲 I/O 平衡速度和安全性：

-fgets防止溢出 -fputs确保高效输出

  • 缓冲最大限度地减少缓慢的磁盘和控制台调用

这使得 C 既低级又高性能，而无需强迫您自己管理每个字节。

自己尝试一下 ​

  1. 编写一个程序，从 stdin 读取行并将其写入新文件。
  2. 计算在 EOF 之前读了多少行。
  3. 使用以下命令打印每一行的行号fgets和printf.
  4. 试验缓冲区大小，尝试 16 与 256 字节并注意性能差异。
  5. 在交互式日志记录程序的每一行之后刷新输出。

fgets和fputs为您的文件和控制台 I/O 提供安全、基于行的基础。接下来，您将学习如何使用正确处理错误errno,perror， 和strerror，用 C 语言编写可靠系统程序的基本工具。

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