UNIX环境高级编程-第5章- 标准 I/O 库

5.2 流和 FILE 对象 

前面介绍的文件 I/O 都是针对文件描述符进行操作的，并且是非缓冲区方式的。本节记录的标准I/O的操作是在流进行的，当用标准I/O打开或创建一个文件时，已使一个流与一个文件相关联。

       标准I/O文件的流可用于单字节或多字节(宽)字符集。流的定向决定所读、写的字符是单字节还是多字节。流最初被创建时，并没有定向，若在未定向的流上使用一个多字节I/O函数，则将该流的定向设置为宽定向，若是使用一个单字节I/O函数，则将该流的定向设置为字节定向。只有两个函数可以改变流的定向：freopen函数清除一个流的定向；fwide函数设置流的定向。

/***********  * 设置流的定向  * 返回值：  *  1、若流是宽定向则返回正值；  *  2、若流是字节定向则返回负值；  *  3、若流是未定向则返回0；  * 函数原型：  * #include <stdio.h>  * #include <wchar.h>  * int fwide(FILE *fp, int mode);  * 说明：根据mode的不同值，fwide操作不同：  *  1、mode为负值，fwide试图使指定的流是字节定向；  *  2、mode为正值，fwide试图使指定的流是宽定向；  *  3、mode值为0，fwide不设置流的定向，返回标识该流定向的值；  * 注意：fwide并不改变已定向流的定向  * *************/  

5.3 标准输入、标准输出和标准出错

         对一个进程预定义了三个流，并且这三个流可以自动地被进程使用，他们是：标准输入、标准输出和标准出错。

/************  * 标准输入     stdin  * 标准输出     stdout  * 标准出错     stderr  * ***********/  

5.4 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 调用的次数。它也对每个 I/O 流自动地进行缓冲管理，从而避免了应用程序需要考虑这一点带来的麻烦。

/**************  * 缓冲：目的是减少数据的读写次数；  * 标准I/O的缓冲类型：  *  1、全缓冲：填满标准I/O缓冲区之后才进行实际I/O操作；  *  2、行缓冲：挡在输入和输出中遇到换行符，则执行I/O操作；  *  3、不带缓冲：标准I/O库不对字符进行缓冲存储；  *  * 函数功能：更改缓冲区类型  * 返回值：若成功则返回0，若出错则返回非0；  * 函数原型：  * #include <stdio.h>  * void setbuf(FILE *fp, char *buf);  * int setvbuf(FILE *fp,char *buf, int mode, ssize_t size);  * 注意：使用这两个函数必须确定fp流已经打开。  *  * setbuf函数打开或关闭缓冲机制，参数buf指定一个长度为BUFSIZE的缓冲区。  * sevbuf函数根据参数mode指定缓冲类型：  * mode参数：  *      _IOFBF  全缓冲  *      _IOLBF  行缓冲  *      _IONBF  不带缓冲  *____________________________________________________________  |函数   | mode   | buf    | 缓冲区及长度       | 缓冲类型    |  |_______|________|________|____________________|_____________|  |setbuf |        | 非空   | 长度BUFSIZE的buf   | 全或行缓冲  |  |       |        | NULL   | 无缓冲区           | 不带缓冲区  |  |_______|________|________|____________________|_____________|  |setvbuf| _IOFBF | 非空   | 长度size的buf      | 全缓冲      |  |       |        | NULL   | 合适长度缓冲区     |             |  |       | _IOLBF | 非空   | 长度size的buf      | 行缓冲      |  |       |        | NULL   | 合适长度的缓冲区   |             |  |       | _IONBF | 忽略   | 无缓冲区           | 不带缓冲区  |  |_______|________|________|____________________|_____________|  ********/  

标准I/O的文件操作是与流相关联的，所以我们要了解流的操作，下面记录的是流的基本操作，包括：流的打开、关闭、读和写操作。

5.5 打开流 

/* 函数功能：打开一个标准I/O流；  * 返回值：若成功返回文件指针，若出错返回NULL；  * 函数原型：  * #include <stdio.h>  *  * FILE *fopen(const char *pathname, const char *type);  *  * FILE *freopen(const char *pathname, const char *type, FILE *fp);  *  * FILE *fdopen(int filedes, const char *type);  * 说明：  * （1）fopen打开一个指定的文件pathname；  * （2）freopen在指定的流fp上打开一个指定的文件pathname，若流已经打开，则先关闭该流；  *      若该流已经定向，则freopen清除该流定向。  * （3）fdopen获取一个现有的文件描述符，并使一个标准I/O流与该文件描述符相结合。  *  * 参数type指定对该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，或为写而创建  * a或ab            添加；为在文件尾写而打开，或为写而创建  * 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，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  *  */ 

关闭一个已打开的流 

 /* * 函数功能：关闭一个已打开的流；  * 返回值：若成功则返回0，若出错则返回EOF；  * 函数原型：  * #include <stdio.h>  * int fclose(FILE *fp);  * *********************/  

5.6 读、写流 

/************  * 可用三种非格式化I/O对已打开的流进行读写：  *  （1）每次一个字符的I/O；一次读或写一个字符。  *  （2）每次一行的I/O；可用fgets和fputs读写，每行以换行符终止。  *  （3）直接I/O；可用fread和fwrite进行读写。  * 1、每次一个字符的I/O操作  *      输入函数  *  *      函数功能：读取一个字符；  *      返回值：若成功返回下一个字符，若已到达文件尾或出错则返回EOF;<stdio.h> 中的EOF值经常是-1 。 因为到达文件结尾和出错返回相同的值，为了区分这两种情况，需要下面的两个函数。ferror和feof 。 *      函数原型：  *      #include <stdio.h>  *      int getc(FILE *fp);  *      int fgetc(FILE *fp);  *      int getchar(void);  *      说明：  *      函数getchar等价于getc(stdin)，前两个函数的区别是getc可被实现为宏，  *      而fgetc不能，则有以下区别：  *      （1）getc参数不能具有副作用的表达式；  *      （2）允许fgetc的地址作为一个参数传递给其它函数；  *      （3）调用fgetc所需时间比getc长，即函数调用时间长与宏调用；  *   在大多数实现中，为每个流在FILE 对象中维持了两个标志：出错标志和文件结束标志。 *     函数功能： 出错或文件结束标志  *     返回值：条件为真返回非0，否则返回0；  *     函数原型：  *     #include <stdio.h>  *     int ferror(FILE *fp); //出错返回非0 *     int feof(FILE *fp); //到达文件结尾，返回非0 *  *     void clearerr(FILE *fp);//清除出错和文件结束标志  *  *     输出函数  *  *     与输入函数对应有三个输出函数  *     函数功能：输出(写)一个字符；  *     返回值：若成功返回c，出错返回EOF；  *     函数原型：  *     #include <stdio.h>  *     int putc(int c, FILE *fp);  *     int fputc(int c, FILE *fp);  *     int putchar(int c);  *     说明：  *     putchar等价于putc(c,stdout)。putc可实现为宏，而fputc不能。  *  *     *********/  

5.7每次一行的流I/O操作 

 /*********  *  输入函数  *  *  函数功能：每次输入一行字符  *  返回值：若成功返回buf，若出错或已达到文件尾则返回NULL；  *  函数原型：  *  #include <stdio.h>  *  char *fgets(cahr *buf, int n, FILE *fp);  *  char *gets(char *buf, FILE *fp);  *  说明：  *  这两个函数都是将读入的行字符存储到缓冲区buf中。但是gets从标准输入读，  *  fgets从指定的流fp读。 另一个区别是gets 并不将换行符存入缓冲区中。 *  参数：  *  buf是缓冲区；  *  n是指定缓冲区的长度；  *  fp是文件流；  *  *  输出函数  *  *  函数功能：每次输出一行字符；  *  返回值：若成功返回非负值，若出错则返回EOF；  *  函数原型：  *  #include <stdio.h>  *  int fputs(const char *str, FILE *fp);  *  int puts(const char *str);  *     *********/  

5.8 标准 I/O 的效率

#include <stdio.h>  #include "apue.h"    int main(void)  {      char buf[MAXLINE];      while(fgets(buf,MAXLINE,stdin) != NULL)              if(fputs(buf,stdout) == EOF)              err_sys("out error.\n");      if(ferror(stdin))      err_sys("input error.\n");      exit(0);  }  

 5.9 二进制I/O 

/****  *  函数功能：读、写整个结构  *  返回值：读或写的对象数  *  函数原型：  *  size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *fp);  *  size_t fwrite(void *ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *fp);  *  说明：  *  ptr是读或写数据的起始位置；  *  size是数据结构的sizeof大小；  *  nobj是读或写的对象个数  *  fp是文件流；  *     *********/  

5.10 定位流

 有三种方法定位流：（1）ftell和fseek函数，他们假定文件的位置可存放在一个长整型中；（2）ftello和fseeko函数，他们使用off_t数据类型代替长整型；（3）fgetpos和fsetpos函数，他们使用一种抽象的数据类型fpos_t记录文件的位置；/*********   * 定位流   * 有三种方法定位流：   * 1、ftell和fseek函数，他们假定文件的位置可存放在一个长整型中；   * 2、ftello和fseeko函数，他们使用off_t数据类型代替长整型；   * 3、fgetpos和fsetpos函数，他们使用一种抽象的数据类型fpos_t记录文件的位置；   *   * 函数原型：   * #include <stdio.h>   * long ftell(FILE *fp)//若成功返回当前文件位置的指示，出错返回-1L；   * int fseek(FILE *fp, long offset, int whence);//若成功返回0，出错返回非0；   * 说明:   * 对于二进制文件，其文件位置指示器是从文件起始位置开始度量，并以字节为计量单位；   * 参数：   * offset是偏移量；   * whence的值与lssek函数的参数值一样：SEEK_SET起始位置，SEEK_CUR当前位置，SEEK_END尾端；   *   * #include <stdio.h>   * off_t ftello(FILE *fp);//若成功返回当前文件位置指示，出错返回-1   * int fsseko(FILE *fp, off_t offset, int whence);//若成功则返回0，出错返回非0   * 除了offset的类型是off_t而非long以外，ftello与ftell相同，fseeko与fseek相同；   *   * int fgetpos(FILE *fp, fpos_t *pos);   * int fsetpos(FILE *fp, const fpos_t *pos);   * 返回值：两函数若成功则返回0，出错返回非0值；   *   * ****/