成事不足，败事有余

声明

作者其实也只是一知半解。因此本文中的内容仅供参考，请勿将其作为严谨的学术内容看待。欢迎指出文中的错误，这对所有人都是好事。

引入

在 NOI 系列比赛中，文件 I/O 是必须学会的东西。

CPP

freopen("XXX.in","r",stdin);
freopen("XXX.out","w",stdout);

如果你不会写这个，并且不会别的文件 I/O 方式，想必你一定能取得一个“好成绩”。

而众所周知，cin/cout的速度非常慢，有时候可能会带来美妙的 TLE。所以，我们经常会解绑cin/cout，并且关闭 C/C++ 风格 I/O 的同步流，以提升 I/O 效率。

CPP

ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr);

最后，为了保险起见，有人还会加上最后两句。

CPP

fclose(stdin);
fclose(stdout);

那么想必这样的代码一定能取得好成绩吧！

转瞬即逝

是的，你忐忑地点开成绩查询页面，一看到成绩，悬着的心终于死了。

0

你随即打算以

9.8\text{m/s}^2

的加速度去楼下买辣条。不过在你做出这个举动之前，你想到测测自己的程序，于是你把它提交到某国内著名 OJ 上一测——这不 AC 了吗？

这里面似乎藏着更多。我们应该看看，究竟是什么导致了爆零的悲剧。

Hello,World

我们从最简单的程序——Hello,World 开始。

一个很正常的程序。猜猜输出文件里有什么？

什么都没有。

没错，输出文件里居然什么都没有！我们可以写几个不同的程序，但最后似乎总是没有输出。

爆零的原因已经知道了，就是输出的问题。那么，是什么造成了这种情况呢？显然要么是解绑和关同步流的问题，要么是fclose()的问题，毕竟你也不能怀疑到freopen()头上。我们试着把解绑的代码注掉重新运行，发现依旧没有输出。但当我们把关同步流或者fclose()中的任意一个注释掉，输出就成功了！

究竟是怎么一回事呢？

缓冲区

C++/C 流的缓冲区关系取决于是否关闭了同步流。

缓冲区是啥？它是内存中的一块临时存储区域，通过在数据传输过程中存储一定信息，减少调用效率低下的设备的次数，来优化运行速度。

举个例子，假如你是一个快递员，如果你每接到一个包裹就去送，来来往往的，非常浪费时间。于是你选择把包裹先送到快递站，等到快递站塞满了或者遇到特殊情况再去送，效率就高了不少。把全站的包裹全部拿去送的操作，我们称之为“刷新”。

默认情况下，C++/C 流是用同一个缓冲区的，这样就不会在混用时让顺序错乱。但这样做速度跟不上，于是 OIer 的大手发力了！他们关闭了同步流，现在 C++ 流拥有了独立的缓冲区。这下 C++ 流的速度就更快了，当然这也意味着不能混用它们了。

不过就算关闭了同步，C++/C 流仍然共用同一个文件描述符最终完成输出。

悲剧复盘

接下来我们来复盘悲剧是如何发生的：

通过freopen()重定向到文件；
关闭同步流，于是写入Hello,World到 C++ 流的缓冲区；
通过fclose()刷新 C 流的缓冲区，并关闭文件描述符；
程序结束，C++ 流的缓冲区刷新，但由于文件描述符已经关闭，它的输出失败，缓冲区里的东西也就被直接丢弃了。

这就是为什么没有输出。如果没有关闭文件描述符这一步，C++ 流就能成功刷新并输出。

至于没有关闭同步流的情况，这是由于在同步流开启的情况下，C++/C 流共享一个缓冲区，在fclose()这一步后就成功输出了。要是关闭了同步流，C++ 流用上了独立的缓冲区，fclose()就管不到它了，并且由于fclose()关闭了文件描述符，之后的刷新就无能为力了。

成事不足，败事有余。

解决方案

很简单，不要手滑写fclose()。当然，如果你改不掉这个习惯，你应该在fclose()之前进行手动刷新操作。

CPP

cout.flush();
cout<<fulsh;
cout<<endl;

这些都是可以的，它们会刷新 C++ 流的缓冲区。不过最好还是不要写fclose()。

后记

现在你终于知道了为什么会爆零！你斗志昂扬，决定下次一雪前耻。

不过还是先去买辣条吧。

成事不足，败事有余

文章操作

引入

转瞬即逝

Hello,World

缓冲区

悲剧复盘

解决方案

后记

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