6.4.4 缓冲

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小牛编辑

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2023-12-01

6.4.4 缓冲

当一个人饿了，面对一大碗饭，他该怎么吃呢？任务的目标是将这一碗饭送到肚子里去，解决饿的问题，而达成目标的最快方法是将一碗饭一口吞下，可惜没人有这么大的嘴。事实上，人们采取的是每次吃一口的方式，一口一口地将饭吃到肚子里去。这个例子很好地说明了计算机解决问题时的“缓冲”技术。

利用计算机解决问题时，经常需要将大量数据从一个地方传送到另一个地方，并且一次性地传送所有数据会遇到种种限制。这时，可以在内存中建立一个缓冲区（buffer），用做传送数据的临时过渡。通过缓冲区，就可以将大量数据以一小批一小批的方式传送到目的地。

例如，处理一个很大的磁盘文件时，由于内存容量有限，无法一次性将文件内容全部读入内存，只好在内存中建立一个缓冲区，每次将一小批数据读入缓冲区以供 CPU 处理。上面说的吃饭例子中，我们的嘴就是缓冲区。生活中类似的例子很多，例如学生用的书包其实也是一个缓冲区——学生不可能随身带着自己的所有书籍，于是采用书包作为临时存储区，每天只需带当天要用的课本。

又如，当计算机向打印机传送数据进行打印时，由于发送方（计算机）和接收方（打印机）的数据处理速率存在很大差异，不可能将数据一下子传给打印机，这时也可以使用缓冲区来协调计算机和打印机的步调。这种情形在生活中也很常见，去银行办理业务时，由于顾客来的频繁，而银行职员处理业务较慢，不可能实现“随到随处理”，因此银行设置了等待区，用于缓冲顾客流。

下面我们编写一个文件拷贝程序，功能是将用户指定的文件复制到文件夹 d:\backup 中。假设内存容量有限或者 CPU 处理能力有限，导致每次只能处理 1024 个字符。为此，我们使用 read(n)来读文件，其中参数 n 表示从文件读取 n 个字符。程序代码如下：

【程序 6.3】buffer.py

def main():
    fname = raw_input("Enter file name: ") 
    f = open(fname,"r")
    fcopy = open("d:/backup/"+fname,"w") 
    while True:
        buffer = f.read(1024) 
        if buffer == "":
            break 
        fcopy.write(buffer)
    f.close() 
    fcopy.close()

显然这里的字符串变量 buffer 相当于缓冲区，通过每次读入 1024 个字符，像蚂蚁搬家一样将整个文件复制到目的文件夹。