3.标准文件IO

标准IO库

标准IO库处理有很多细节，例如缓冲区分配、以优化的块长度执行IO等。

1.流和FILE对象

对于标准IO库，所有操作都是围绕流进行的，当用标准IO库打开或创建一个文件时，就使一个流与一个文件相关联。

流的定向决定读写字符是单字节还是多字节字符集(多字节对应宽定向，单字节对应字节定向)。fwide用于设置流的定向：

#include <stdio.h>
#include <wchar.h>
int fwide(FILE *fp, int mode);
/* 返回值：宽定向为正值；字节定向为负值；流是未定向，返回0 */

由于fwide无出错返回，因此在调用fwide前先清除errno，从fwrite返回时，检查errno的值。

2.缓冲

为了不频繁使用write和read，标准IO库提供了缓冲：

全缓冲，填满标准IO缓冲区后进行实际IO操作
行缓冲，遇到换行符或者填满行缓冲区后进行操作
不缓冲，不缓冲，直接输出

通过下列两个函数可以对缓冲类型进行修改：

#include <stdio.h>
void setbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf );
int setvbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf, int mode, size_t size);

/* 返回值：成功返回0，失败返回非0 */

使用mode参数说明所需的缓冲类型：

mode参数	类型
_IOFBF	全缓冲
_IOLBF	行缓冲
_IONBF	不缓冲

若不使用缓冲，则忽略buf和size参数。

3.打开流

下列3个函数用于打开流：

#include <stdio.h>
FILE *fopen(const char *restrict pathname, const char *restrict type);
FILE *freopen(const char *restrict pathname, const char *restrict type, FILE *restrict fp);
FILE *fdopen(int fd, const char *type);
/* 返回值：成功返回文件指针，失败返回NULL */

三者区别在于：

fopen 打开路径名为pathname的一个指定文件
freopen 在一个指定的流上打开一个指定的文件，若该流已经打开，则先关闭该流。若该流已经定向，则使用freopen清除该定向。此函数一般用于将指定文件打开为一个预定义的流：标准输入，输出和错误
fdopen取一个已有的文件描述符(可能从open，dup，pipe，socket得到此描述符)，并使一个标准IO流与该描述符向结合。此函数常用于创建管道和网络通信管道函数返回的描述符。

使用fclose可以关闭一个打开的流，在文件被关闭前，冲洗缓冲中的输出数据，并丢弃缓冲区中任何输入数据，并且释放此缓冲区。

一个进程正常终止时，则所有带未写缓冲数据的标志IO都会被冲洗，所有打开的标准IO流都被关闭。

4.读和写流

打开流之后，可以对其进行读写操作。

输入函数

以下3个函数用于一次读一个字符：

#include <stdio.h> 
int getc(FILE *fp); 
int fgetc(FILE *fp); 
int getchar(void);
/* 返回值：成功返回下一个字符；若到达尾端或者出错返回EOF */

getchar等同于getc(stdin)。前两个函数区别在于，getc可被实现为宏，而fgetc不能，这就意味着：

getc的参数不应当具有副作用的表达式
fgetc一定是个函数，可以通过函数指针传递给另一个函数
调用fgetc所需时间可能比getc更长

输出函数

对应输入函数都有一个输出函数：

#include <stdio.h>
int putc(int c, FILE *fp); 
int fputc(int c, FILE *fp); 
int putchar(int c);
/* 返回值：成功返回c，出错返回EOF*/

与输入函数一样，putchar(c)等同于putc(c,stdout)，putc可以被实现为宏。

5.每次一行IO

下列两个函数提供每次输入一行的功能：

#include <stdio.h>
char *fgets(char *restrict buf, int n, FILE *restrict fp); 
char *gets(char *buf);
/* 返回值：成返回buf；若到达尾端或者出错返回NULL*/

尽量使用fgets防止缓冲区溢出。

对应输出一行的功能：

#include <stdio.h>
int fputs(const char *restrict str, FILE *restrict fp); 
int puts(const char *str);
/* 返回值：成功返回非负值，出错返回EOF*/

fputs将一个null字节终止的字符串写到指定的流，puts除了null，随后添加了一个换行符到标准输出。

如果总是使用fgets和fputs，那么久会熟知在每行终止处我们必须字节处理换行符。

6.二进制IO

前面的输入函数只能一次性读取一个字节或者一行数据，为了获得整个结构，提供了下列两个函数用以执行二进制IO操作：

#include <stdio.h>
size_t fread(void *restrict ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *restrict fp);
size_t fwrite(const void *restrict ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *restrict fp);

读写一个结构体，可以如下：

struct {
    short  count;
    long   total;
    char   name[NAMESIZE];
} item;
if (fwrite(&item, sizeof(item), 1, fp) != 1)
    err_sys("fwrite error");

最后编辑于：2017.12.05 01:40:13