浅谈文件缓冲区和翻译环境

1、文件缓冲区

ANSIC 标准采用”文件缓冲系统“处理数据文件，即在文件的读写过程中会使用到文件缓冲区，而文件缓冲区分为输入缓冲区和输出缓冲区。

• 读写文件
  1. 写文件：在写文件时，内存中的程序数据区的信息并不是直接写到硬盘上的文件中，而是先放到输出缓冲区中，等到输出缓冲区填满后，再把其中的信息写到硬盘上的文件中。
  2. 读文件; 在读文件时，硬盘上的文件中的信息并不是直接读取到计算机内存中，而是先放到输入缓冲区中，等到输入缓冲区填满后，再把其中的信息存储到内存中的程序数据区。

从读写文件的这个过程中我们可以发现，读写文件并不是一点一点地来，而是等到缓冲区填满后，一次性读或写，这样读写使得整体效率更高，而这个缓冲区具体有多大则是由C语言的编译器决定的。

正因为有文件缓冲区的存在，所以C语言在进行文件操作的时候，需要进行刷新文件缓冲区或在文件末尾关闭文件的操作（fclose关闭文件时，会自动刷新缓冲区），以此来确保相关文件读写操作的正确进行。

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2、程序环境

程序的环境包括两个：翻译环境和执行环境。
以下的内容重点对C语言的编译环境进行介绍。

A、翻译过程概述

C语言的翻译过程是如何将一个源文件生成为可执行文件的呢？

1. 编译：首先，我们对源文件（.c为后缀）进行编译，生成一个目标文件（vs中以.obj为后缀，gcc编译器中以.o为后缀）。目标文件的生成，实质上是通过编译器实现，一个源文件会对应生成一个目标文件。
2. 链接：生成目标文件后，所有目标文件，外加链接库会一起通过链接器进行链接操作，进而生成一个可执行文件（.exe为后缀）。

B、详解编译和链接

a、编译

编译实质上可以按照次序分为3个过程:预编译（预处理）、编译和汇编。

1. 预编译：这个过程实质上进行的是一些文本的操作,如头文件的包含（将包含的头文件中的内容进行一个拷贝），宏的替换和宏定义的删除以及注释的删除，等等。
2. 编译：编译过程是将C语言代码转换成汇编代码的过程。转换主要是通过语法分析、词法分析、符号汇总和语义分析实现的，其中符号汇总这一步很关键，这个主要进行的是一些全局符号的汇总，比如说main函数,自定义的一些其它函数和全局变量，等等。
3. 汇编：汇编过程是将汇编代码转换成二进制指令，即机器指令的过程。汇编在进行转换之前，会先形成符号表，给之前编译过程中汇总的全局符号分配地址（包括有效地址和无效地址）

b、链接

链接过程主要进行的是段表的合并以及符号表的合并和重定位。

对于符号表的合并和重定位，链接过程会将所有目标文件中的符号表进行合并，保留有效地址，无效地址以对应的有效地址进行替换，进而生成可执行文件。