Question

C 语言还有 3 个特殊的文件流，即标准输入流（stdin）、标准输出流（stdout）和标准错误输出流（stderr）。称其特殊，主要是因为它们所关联的不是普通的文件，而是设备文件，即将计算机中的输入、输出设备当作文件来看待，例如默认情况下，标准输入流是和键盘相关联的，标准输出流和标准错误输出流是和控制台窗口相关联的。另外一个特别之处就是，用户不需要考虑这 3 个文件流的启用与关闭，它们是由系统管理的。当程序启动时，这 3 个文件流会自动被启用，用户可以直接使用，而在程序关闭时，这 3 个文件流会被自动关闭。

像用户之前所用到的 printf、scanf、getchar、putchar 等函数都是使用的标准文件流，其中 printf 和 putchar 是通过标准输出流向控制台窗口打印输出数据，而 scanf 和 getchar 是通过标准输入流获取由键盘所输入的数据。标准输入流和标准输出流是带缓冲的文件流，数据在文件端和程序端之间进行传输时，需经过缓冲处理，即先将数据存入缓冲区，当缓冲区满了或是强制刷新缓冲区时，数据才会真正地到达目的端，如图 9.2 所示。

图 9.2　文件流的缓冲区

使用缓冲区的好处是能够提高程序效率，要知道，对（存储在硬盘上）文件的读写效率是远远低于对内存的读写效率的。因此，在读取文件时，可以先从文件中获取特定量的数据放入缓冲区中，程序再从缓冲区里读取数据；同样地，在写入文件时，先将数据写入缓冲区中，当缓冲区满或强制刷新时，再将缓冲区中的数据一次性写入文件，这样就大大地减少了对（存储在硬盘上）文件的读写次数，从而提高程序的运行效率。

标准错误输出流用于程序发生错误或特殊情形发生时，能够打印输出相关信息。标准错误输出流是一种不带缓冲的输出流，这样做的目的，是为了不受缓冲区影响，能够及时地将信息打印显示出来。