UNIX环境高级编程----标准I/O

一．流：当用标准I/O打开或创建一个文件时，我们使一个流与一个文件相关联，当打开一个流时，标准I/O函数fopen返回一个指向FILE对象的指针，该对象通常是一个结构，它包含了标准I/O库为管理该流所需要的所有信息，包括：用于实际I/O的文件描述符，指向于缓冲区的指针，缓冲区的长度，当前缓冲区中的字符数以及出错标志等。

对于一个进程预定义了三个流，并且这三个流自动的被进程使用，它们是：标准输入、标准输出、标准出错。这三个标准I/O流通过预定义的指针stdin,stdout,stderr加以引用。

二．缓冲

1) 全缓冲：在填满标准I/O缓冲区后才进行实际I/O操作，对于驻留在磁盘上的文件通常是由标准I/O库实施全缓冲的，在一个流上执行第一次I/O操作时，相关函数通常调用malloc获得需要的缓冲区,调用fflush函数可以冲洗一个流。

2) 行缓冲：当在输入和输出中遇到换行符时， 标准I/O库指向I/O操作。

3) 不带缓冲：标准I/O库不对字符进行缓冲存储。标准出错流stderr通常是不带缓冲的，这就使得初错信息可以尽快的显示出来。

三．打开关闭一个标准I/O流：

#include<stdio.h>

FILE *fopen(constchar *pathname, const char *restrict type);

FILE*freopen(const char *pathname, const char *restrict type, FILE *restrict fp);

FILE fdopen(intfiledse, const char *type);

(三个函数成功则返回文件指针，出错则返回NULL);

(1) fopen打开一个指定的文件

(2) freopen在一个指定的留上打开一个指定的文件，如若该流已经打开，则先关闭该流，若该留已经定向，则freopen清除该定向。

(3) fdopen获取一个现有的文件描述符，并是一个标准I/O流与该文件描述符相结合。此函数通常用于有创建管道和网络通信通道函数返回的描述符，因为这些特殊类型的文件不能用标准I/O fopen函数打开；

(4) type参数指定该流I/O的读，写方式

r或rb 为读而打开

w或wb 把文件截短至0长，或为写而创建

a或ab 添加，为在文件尾而写打开，或为写而创建为读和写而打开

r++或r+b或rb+ 为读和写而打开

w++或w+b或wb++ 把文件截短至0长，或为读和写而打开

a+或a+b或ab++ 为在文件尾读和写而打开或创建

关闭一个打开的流

#include <stdio.h>

fclose(FILE *fp);(若成功则返回0，若出错则返回EOF)

在该文件被关闭之前，冲洗缓冲区中的输出数据，丢弃缓冲区中的任何输入数据，如果标准I/O库一件为该流自动分配了一个缓冲区，则释放此缓冲区。

四．流的读写

每次一个字符I/O

1. 输入函数

#include <stdio.h>

int getc(FILE *fp);

int fgetc(FILE *fp);

int getchar(void);

(三个函数成功返回下一个字符，若已到达文件结尾或出错返回EOF);

getchar等价于getc(stdin),getc可以实现为宏，而fgetc则不能实现为宏，所以可以将fgetc的地址作为参数传递给另一个函数。

注意，不管是出错还是到达文件尾端，这三个函数都是返回同样的值，为了区分这两种不同的情况，必须调用ferror或feof

#include <stdio.h>

int ferror(FILE *fp);

int feof(FILE *fp);(若条件为真返回非0值，否则返回0)；

void clearer(FILE *fp)

2. 输出函数

#include <stdio.h>

int putc(int c, FILE *fp);

int fputc(int c, FILE *fp);

int putchar(int c);

(这三个函数成功则返回c, 出错则返回EOF)

与输入函数一样，putchr(c)等效于putc(c,stdout),putc可以事先为宏

每次一行I/O

1. 输入函数

#include <stdio.h>

char *fgetc(char *restrict buf, int n, FILE *restrict fp);

char *gets(char *buf);

两个函数 成功则返回buf， 到达文件结尾或者出错返回NULL

这两个函数都指定了缓冲区地址，读入的行将送入其中，gets从标准输入读，而fgets则从指定的流读。

对于fgets必须指定缓冲区的长度n, 此函数一直读到下一个换行符为止，但是不超过n-1个字符，读入的字符被送入缓冲区，该缓冲区以null字符结尾，而gets不能指定缓冲区的长度，这样就可能造成缓冲区溢出，不推荐使用。

2. 输出函数

#include <stdio.h>

int fputs(const char *restrict str, FILE *restrict fp);

int puts(const char *str);

fputs 将一个以null符终止的字符串写到指定的流，尾端的终止符null不写出。 puts将一个以null符终止的字符串写到标准输出，终止符不写出，但是puts然后又将一个换行符写到标准输出。

直接I/O

#include <stdio.h>

size_t fread(void restrict ptr,size_t size, size_t nobj, FILE *restrict fp);

size_t fwrite(const void *restrictptr, size_t size size_t nobj, FILE *restrict fp);

size为每个元素的长度， nobj为欲写元素个数

两个函数的返回值：读或写的对象数

函数使用场合：

1） 读写一个二进制数组,列如，为了将一个浮点数组的第2~5个元素写到一个文件上

float data[10];

if(fwrite(&data[2],sizeof(float), 4, fp) != 4)

printf(“fwriteerror:%s\n”, strerror(errno));

2） 读写一个结构

struct{

short count;

long total;

char name[NAMESIZE];

}item;

If(fwrite(&item, sizeof(item), 1, fp) != 1)

Printf(“fwriteerror:%s\n”, strerror(errno));