流是啥意思？它有啥特点？

Posted 2023-02-25

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【中文标题】流是啥意思？它有啥特点？【英文标题】：What does stream mean? What are its characteristics?流是什么意思？它有什么特点？ 【发布时间】：2011-07-05 21:54:17 【问题描述】：

C++ 和 C# 都使用单词stream 来命名许多类。

C++：iostream、istream、ostream、stringstream、ostream_iterator、istream_iterator... C#：Stream、FileStream、MemoryStream、BufferedStream...

所以我很想知道，stream 是什么意思？ stream 的特点是什么？我什么时候可以用这个词来命名我的课程？这是否仅限于文件 I/O 类？

有趣的是，据我所知，C 并没有在任何地方使用这个词。

【问题讨论】：

+1 提出了一个好问题！ +1 提出同样问题的另一种更正式的方式是：流的抽象数据类型是什么？ 【参考方案1】：

许多数据结构（列表、集合等）充当容器 - 它们包含一组对象。但不是溪流；如果列表是桶，那么流就是软管。您可以从流中提取数据，或将数据推送到流中 - 但通常仅一次并且仅在一个方向（当然也有例外）。例如，网络上的 TCP 数据是流；您可以发送（或接收）数据块，但只能与另一台计算机连接，而且通常只能发送一次 - 您不能回退 Internet。

流也可以操作通过它们的数据；压缩流、加密流等。但同样 - 这里的基本隐喻是数据软管。文件通常也作为流（在某种程度上）被访问；您可以访问顺序数据块。当然，大多数文件系统也提供随机访问，因此流确实提供了诸如 Seek、Position、Length 等内容——但并非所有实现都支持这些内容。寻找一些流，或获取打开的套接字的长度是没有意义的。

【讨论】：

+1 我们不能倒带互联网，但阿尔·戈尔或 Chunk Norris 可以。 +1 我将在下次创建类似流的类时使用名称 hose：io_hose、memory_hose、network_hose。 ;P 说真的，不过，很好的比喻！ @Emile：你不会是第一个。例如，推特使用“firehose”、“gardenhose”和“spritzer”等名称。 Bryan B Cook -- 评论太酷了。 SkyNet 不会惹恼 Chuck Norris，所以 Internet 也不会。 Marc - 非常感谢您的简单解释。当然，有加密，这种或那种类型的编码等。作为开发人员，我们迷失在森林中，从不问“无论如何，从 101 意义上来说，流到底是什么？”。用一个好的术语来指代它，用它来思考要容易得多。在传达基本概念方面做得很好。【参考方案2】：

有几个不同的含义。 #1 可能是您的意思，但您可能也想查看 #2。

在您提到的那些库中，“流”只是“二进制数据”的抽象，可能是也可能不是随机访问（与连续生成的数据相反，例如如果您正在编写一个生成随机数据的流），或者可能存储在任何地方（在 RAM、硬盘上、通过网络、在用户的大脑中等）。它们很有用，因为它们可以让您避免细节，并编写不关心流的特定来源的通用代码。

作为更一般的计算机科学概念，“流”有时被认为（松散地）为“有限或无限量的数据”。如果没有示例，这个概念有点难以解释，但在函数式编程中（如在 Scheme 中），您可以通过将对象的历史视为更改的“流”，将具有状态的对象转换为无状态对象。（这个想法是对象的状态可能会随着时间而改变，但是如果将对象的整个生命周期视为变化的“流”，则整个流永远不会改变，您可以使用它进行函数式编程。）

【讨论】：

【参考方案3】：

来自I/O Streams（虽然在java中，在C++/C#中含义相同）

一个 I/O 流代表一个输入源或输出目标。一种流可以代表许多不同的来源和目的地的种类，包括磁盘文件、设备、其他程序和内存数组。

流支持多种不同的类型数据，包括简单字节，原始数据类型，本地化人物和对象。一些流简单地传递数据；别人操纵并以有用的方式转换数据。

无论他们在内部如何运作，所有流都呈现相同的简单使用它们的程序的模型：A 流是一个数据序列。一种程序使用输入流读取来自一个来源的数据，一个项目时间。

在 C# 中，您提到的流派生自抽象基类 Stream。这个基类的每个实现都有一个特定的目的。

例如，FileStream 支持对文件的读/写操作，而MemoryStream 则适用于内存中的流对象。与 FileStream 和 MemoryStream 类不同，BufferedStream 类允许用户缓冲 I/O。

除了上述类之外，还有其他几个类实现了Stream 类。如需完整列表，请参阅 Stream 类上的 MSDN documentation。

【讨论】：

【参考方案4】：

除了官方术语和解释，流这个词本身取自“现实生活”stream - 不是水，而是数据从一个地方传输到另一个地方。

关于您提出但仍未得到答复的问题，您可以用包含流的名称命名您自己的类，但只有实现某种新流时，它才会具有正确的含义。

【讨论】：

【参考方案5】：

<stdio.h> 中定义的 C 函数对流进行操作。

C99 中的第 7.19.2 节 Streams 讨论了它们的行为方式，尽管不是它们是什么，除了“有序的字符序列”。

rationale 在相应部分提供了更多上下文，开头为：