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 ### 1.3.3 缓冲区的好处
 
+* 使用缓冲区的好处就是`减少了 I/O 操作的频率，降低了系统资源的消耗，提高了系统的性能，提升了用户的使用体验`。
+
+### 1.3.4 缓冲区是如何提高 IO 操作的频率？
+
+* 对于 C 语言中的 `printf` 函数和 scanf 函数，其功能如下：
+  * `printf` 函数：将程序中的数据输出到外部设备（如：显示器）中。
+  * `scanf` 函数：从外部设备（如：键盘）中读取数据到程序中。
+* 这些都是非常典型的 IO 操作，并且 IO 的过程效率也是很低的。除了硬件性能本身的差异外，IO  操作的复杂性也是非常重要的因素，每次 IO 操作都会带来一些固定的开销，如：
+  * ① 每次 IO 操作都需要设备初始化和响应等待。
+  * ② 操作系统管理 IO 请求，涉及中断处理和上下文切换，这些都消耗了大量时间。
+  * ③ 应用从用户态切换到内核态的系统调用也会带来额外的时间开销。（IO 操作普遍涉及系统调用）
+  * ④ ...
+* 如果每输入一个字符或每输出一个字符都需要进行一次完整的 IO 操作，那么这些固定的开销会迅速积累，进而导致系统的性格显著下降。
+* 硬件层面的效率低下，我们没有办法通过软件层面的优化去解决。但对于这些大量的固定开销，我们可以通过`缓冲区`来进行效率优化。
+
+> [!IMPORTANT]
+>
+> * ① 缓冲区的主要目的是暂时存储数据，然后在适当的时机一次性进行大量的 IO 操作。
+> * ② 这样，多个小的 I/O 请求可以被组合成一个大的请求，有效地分摊了固定开销，并显著提高了总体性能。
+
+* 对于 `scanf` 函数而言，当用户通过键盘输入字符的时候，这些输入的字符首先被保存在 `stdin` 的缓冲区中，，`当满足某个触发条件后`，才传递给程序处理。这样就减少了总的 IO 次数，提高了效率。
+* 对于 `printf` 函数而言，输出的内容首先会保存到 `stdout` 的缓冲区中，`当满足某个触发条件后`，这些内容会一次性写入并显示到屏幕，降低了与显示设备的交互频率。
+
+> [!NOTE]
+>
+> * ① 如果你还不能理解，就可以将 IO 操作想象是搬家。对于搬家而言，需要搬运东西的总量是固定的的，搬一趟的时间也是差不多的。我们当然希望：一次性搬得东西尽量多，搬运的次数尽量少，这样总耗时就少。
+> * ② 不使用缓冲区，就类似每次搬家只能手提一个东西，频繁的往返。而使用缓冲区，就好比我们使用一个小推车，可以一次性的搬运多个东西，极大的提高了效率。
+
+### 1.3.5 缓冲区的分类
+
+* 从上述的内容中，我们可以明确到看到缓冲区有一个显著的特点：`当满足某个触发条件后，程序会开始对缓冲区的数据执行输入或输出操作`。而这种`满足某个条件，就触发数据传输`的行为，就称为`缓冲区的自动刷新`机制。
+* 基于这种自动刷新的触发条件的不同，我们可以将缓冲区划分为以下三种类型：
+  * ① `全缓冲（满缓冲）`：仅当缓冲区达到容量上限时，缓冲区才会自动刷新，并开始处理数据。否则，数据会持续积累在缓冲区中直到缓冲区满触发自动刷新。`文件操作`的输出缓冲区便是这种类型的经典例子。
+  * ② `行缓冲`：缓冲区一旦遇到换行符，缓冲区就会自动刷新，所有数据都会被传输。`stdout` 缓冲区就是典型的行缓冲区。
+  * ③ `无缓冲（不缓冲）`：在此模式下，数据不经过中间的缓冲步骤，每次的输入或输出操作都会直接执行。这种方法适用于需要快速、实时响应的场合。`stderr`（标准错误输出）就是这种方式，它经常被用来即时上报错误信息。
+
+* 之前，我们经常会在代码中，会加入以下的代码，其实就是为了让行缓冲变为无缓冲，如下所示：
+
+```c {6}
+#include <stdio.h>
+
+int main() {
+
+    // 禁用 stdout 缓冲区
+    setbuf(stdout, nullptr);
+
+    int num = 0;
+    printf("请输入一个整数：");
+    scanf("%d", &num);
+    printf("你输入的整数是：%d\n", num);
+
+    return 0;
+}
+```
+
+* 如果不加入上述的代码，将会这样显示：
+
+![](./assets/9.gif)
+
+* 但是，一旦我们加入了上述的代码，将会这样显示：
+
+![](./assets/10.gif)
+
+> [!NOTE]
+>
+> * ① setbuf 是 C 语言标准库中的一个函数，用于设置文件流的缓冲区。它允许程序员控制 I/O 操作的缓冲行为，从而影响文件流（如 `stdin`、`stdout` 或文件指针 `FILE *` 类型）的效率和顺序。
+> * ② 其定义，如下所示：
+>
+> ```c
+> /**
+> * @param stream 缓冲区的文件流
+> * @param buf 用户提供的缓冲区，如果为 NULL，就是禁用缓冲
+> */
+> void setbuf(FILE *stream, char *buf);
+> ```
+> * ③ 不同的编译器和开发环境可能会对输出缓冲进行特殊设置，尤其是在调试模式下，以便提供更好的调试体验，例如：微软的 MSVC 在 debug 模式下，即使没有换行符，printf 函数的输出通常也会立即显示在控制台上。这种行为是为了帮助程序员更有效地调试程序，即时看到他们的输出，而不需要固定等待缓冲区刷新条件。但是，遗憾的是，GCC 在 debug 模式中，并没有这么做！！！
+
+> [!IMPORTANT]
+>
+> * ① 无论是哪种类型的缓冲区，当缓冲区满了时，都会触发自动刷新。
+>
+>   * 全缓冲区：唯一的自动刷新条件是缓冲区满。
+>
+>   * 行缓冲区：除了缓冲区满导致的自动刷新，还有遇到换行符的自动刷新机制。
+>
+> * ② 手动刷新：大多数缓冲区提供了手动刷新的机制，如：使用 `fflush` 函数来刷新 stdout 缓冲区，也可以使用 `setbuf` 函数来禁用缓冲区。
+> * ③ `输出缓冲区中的数据需要刷新才能输出到目的地，但输入缓冲区通常不需要刷新，强制刷新输入缓冲区往往会引发未定义行为。`
+> * ④ 当程序执行完毕（如：main函数返回）时，缓冲区通常会自动刷新，除此之外，还有一些独特的机制也可以刷新缓冲区。但这些机制可能因不同的编译器或平台而异，不能作为常规手段。`强烈建议依赖手动或者常规自动刷新的机制来完成缓冲区的刷新。`
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+# 第二章：printf 函数
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+# 第三章：scanf 函数