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库为管理该流所需的所有信息,包括:用于实际I/O的文件描述符、指向用于该缓冲区的指针、缓冲区的长度、当前在缓冲区的字符数以及出错标志等。为引用一个流,需将FILE指针作为参数传递给每个标准I/O函数。 对于标准输入、标准输出和标准出错,他们的文件描述符对应STFIN_FILENO、STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO。这三个标准I/O流通过预定义stdin、stdout和stderr加以引用。这三个文件指针以及标准I/O函数都定义在头文件<stdio.h>中。 缓冲标准I/O库提供缓冲的目的是尽可能减少使用read和write调用次数。提供了三种类型的缓冲: 1) 全缓冲:需在填满标准I/O缓冲区后才进行实际I/O操作。 2) 行缓冲:当在输入和输出中遇到换行符时,标准I/O库执行I/O操作。 3) 不带缓冲:标准I/O库不对字符进行缓冲存储。 一般而言,标准出错是不带缓冲的,打开终端设备的流是行缓冲的,其他所有流则是全缓冲的。当流是全缓冲,但该缓冲区是局部填写时,可用fflush函数冲洗。 可调用下面的函数更改缓冲区类型: #include <stdio.h> void setbuf(FILE *stream, char *buf); int setvbuf(FILE *stream, char *buf, intmode, size_t size); 任何时候,我们都可以强制冲洗一个流: #include <stdio.h> int fflush(FILE *stream); 此函数将使该流所有未写的数据都被传送至内核。作为一个特例,如若fp是NULL,则此函数将导致所有输出流被冲洗。 打开流#include <stdio.h> FILE *fopen(const char *path, const char*mode); FILE *fdopen(int fd, const char *mode); FILE *freopen(const char *path, const char*mode, FILE *stream); 这三个函数的区别是: 1) fopen打开一个指定的文件。 2) fropen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。如若该流已经定向,则fopen清除该定向。此函数一般用于将一直指定的文件打开为一个预定义的流:标准输入、标准输出或标准错误。 3) fdopen获取一个现有的文件描述符,并使一个标准的I/O流与该描述符相结合。此函数常用于由创建管道和网络通信函数返回的描述符。因为这些特殊类型的文件不能用标准I/Ofopen函数打开,所有我们必须先调用设备专用函数以获得一个文件描述符,然后用fopen使一个标准I/O与该描述符相关联。 其中的mode参数可以用是以下15种不同的值:
r或rb: 为读打开 w或wb: 把文件截短至0长,或为写而创建 a或ab: 添加;为在文件写打开,或为写打开 r+或r+b或rb+: 为读和写打开 w+或w+b或wb+: 把文件截短至0,或为读和写打开 a+或a+b或ab+: 为在文件尾端读和写而打开或创建 #include <stdio.h> int fclose(FILE *fp); 在文件被关闭之前,冲洗缓冲区中的输出数据。如果标准I/O库已经为该流自动分配了一个缓冲区,则释放缓冲区。 读和写流一旦打开了流,则可在三种不同类型的非格式化I/O中进行选择,对其读、写操作: 1) 每次一个字符是I/O。一次读或写一个字符,如果流是带缓冲区的,则标准I/O函数会处理所有缓冲。 2) 每次一行的I/O。如果想要一次读或写一行,则使用fgets和fputs。每行都以一个换行符终止。当调用fgets时,应说明能处理的最大行长。 3) 直接I/O。fread和fwrite函数支持这种类型的I/O。 每次一个字符I/O输入函数: #include <stdio.h> int getc(FILE *stream); int fgetc(FILE *stream); int getchar(void); getchar()等价于getc(stdin)。getc和fgetc区别在于getc可被实现为宏,而fgetc则不能实现为宏。 不管是出错还是到达文件尾端,这三个函数都返回同样的值。为了区分出错和到达文件尾端,必须调用ferror和feof函数。 #include <stdio.h> int feof(FILE *stream); int ferror(FILE *stream); 这两个函数的返回值:若条件为真则返回非0值,否则返回0。 每个流在FILE对象中维持了两个标志:出错标志和文件结束标志 调用clearerr则清除这两个标志。 void clearerr(FILE *stream); 从流读取数据后,可以调用ungetc将字符再压入回流中。 int ungetc(int c, FILE *stream); 压入回流中的字符以后又可以从流中读出,但读出的字符顺序与压送回的顺序相反。 对于输出函数: #include <stdio.h> int putc(int c, FILE *stream); int fputc(int c, FILE *stream); int putchar(int c); 与输入函数一样putchar(c)等效于putc(c, stdout)。putc可实现为宏。 每次一行I/O#include <stdio.h> char *fgets(char *s, int size, FILE*stream); char *gets(char *s); fgets从指定的流读,必须指定缓冲区长度size。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。如若改行(包括最后一个换行符)的字符数超过n-1,则fgets只返回一个不完整的行,但是缓冲区总是以null字符结尾。对fgets的下一次调用会继续读改行。 gets从标准输入读。它是一个不推荐的函数,因为不能指定缓冲区长度,可能造成缓冲区溢出,写到缓冲区之后的存储空间中,从而产生不可预料的后果。 fputs和puts提供每次输出一行的功能。 int fputs(const char *s, FILE *stream); int puts(const char *s); 二进制I/O#include <stdio.h> size_t fread(void *ptr, size_t size,size_t nmemb, FILE *stream); size_t fwrite(const void *ptr, size_tsize, size_t nmemb, FILE *stream); 以上两个函数可一次读或写整个结构。 定位流有三种方法定位标准I/O流 1) ftell和fseek。这两个函数要求文件的位置可以存放到一个长整形中。 2) ftello和fseeko。他们可以使文件文件偏移量不一定使用长整形。他们用off_t数据类型代替了长整形。 3) fgetpos和fsetpos。他们使用抽象数据类型fpos_t记录文件的位置。这种数据累心可以定义为记录一个文件的位置所需的长度。 #include <stdio.h> int fseek(FILE *stream, long offset, intwhence); long ftell(FILE *stream); int fseeko(FILE *stream, off_t offset, intwhence); off_t ftello(FILE *stream); int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos); int fsetpos(FILE *stream, fpos_t *pos); 格式化I/O输出: #include <stdio.h> int printf(const char *format, ...); int fprintf(FILE *stream, const char*format, ...); int sprintf(char *str, const char *format,...); int snprintf(char *str, size_t size, constchar *format, ...); 输入: #include <stdio.h> int scanf(const char *format, ...); int fscanf(FILE *stream, const char*format, ...); int sscanf(const char *str, const char*format, ...); fileno函数标准I/O库最终都要调用I/O系统调用函数。每个标准I/O流都有一个与其相关联的文件描述符,可以对一个流调用fileno函数以获得其描述符。 int fileno(FILE *stream); 临时文件#include <stdio.h> char *tmpnam(char *s); FILE *tmpfile(void); tmpnam函数产生一个与现有文件名不同的一个有效路径名字字符串。每次调用它,它都产生一个不同的路径名,最多调用TMP_MAX次。 tmpfile创建一个临时二进制文件。 此外还有两个类似的函数: #include <stdio.h> char *tempnam(const char *dir, const char*pfx); int mkstemp(char *template);
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