第五章 标准IO
2018-04-24 本文已影响18人
laidian
标准IO不仅仅是unix实现了。
这个库是ISO C标准说明。
Single UNIX Specification对ISO C进行了补充，定义了另外一些接口。
流和FILE对象
第三章围绕fd，而这章函数围绕流
流的定向决定了读写字符是单字节还是多字节-宽
在未定义的流上使用单字节IO函数或者多字节IO函数，则流的定向将被设置单或者宽
只有两个函数可以改变流的定向：freopen和fwide
#include <stdio.h>
#include <wchar.h>
int fwide(FILE *fp,int mode);//流宽定向返回正值，字节定向返回负值，为定向返回0
设定流的定向，前提条件是未被设定流的定向
流可能无效，那么需要前后检查errno
macos的FILE定义
typedef struct __sFILE {
unsigned char *_p; /* current position in (some) buffer */
int _r; /* read space left for getc() */
int _w; /* write space left for putc() */
short _flags; /* flags, below; this FILE is free if 0 */
short _file; /* fileno, if Unix descriptor, else -1 */
struct __sbuf _bf; /* the buffer (at least 1 byte, if !NULL) */
int _lbfsize; /* 0 or -_bf._size, for inline putc */
/* operations */
void *_cookie; /* cookie passed to io functions */
int (* _Nullable _close)(void *);
int (* _Nullable _read) (void *, char *, int);
fpos_t (* _Nullable _seek) (void *, fpos_t, int);
int (* _Nullable _write)(void *, const char *, int);
/* separate buffer for long sequences of ungetc() */
struct __sbuf _ub; /* ungetc buffer */
struct __sFILEX *_extra; /* additions to FILE to not break ABI */
int _ur; /* saved _r when _r is counting ungetc data */
/* tricks to meet minimum requirements even when malloc() fails */
unsigned char _ubuf[3]; /* guarantee an ungetc() buffer */
unsigned char _nbuf[1]; /* guarantee a getc() buffer */
/* separate buffer for fgetln() when line crosses buffer boundary */
struct __sbuf _lb; /* buffer for fgetln() */
/* Unix stdio files get aligned to block boundaries on fseek() */
int _blksize; /* stat.st_blksize (may be != _bf._size) */
fpos_t _offset; /* current lseek offset (see WARNING) */
} FILE
/* stdio buffers */
struct __sbuf {
unsigned char *_base;
int _size;
};
缓冲
全缓冲
满了才flush
行缓冲
遇到换行符就flush，终端是行缓冲
不带缓冲
一般标准错误就是不带缓冲的
更改系统缓冲类型
#include <stdio.h>
void setbuf(FILE *restrict fp,char *restrict buf);//通常全缓冲
int setvbuf(FILE *restrict fp,char *restrict buf,int mode,size_t size);
setvbuf(fp,buf,_IOFBF,BUFSIZE) 相当于 setbuf(fp,buf)
/*
mode:
_IOFBF
_IOLBF
_IONBF
*/
使该流所有未写的数据都被传送至内核
int fflush(FILE *fp);//出错返回EOF
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 stream);
FILE *fdopen(int fd,const char *type);
type:15种不同的值
/*
*/
int fclose(FILE *fp);
fopen：文件名打开
freopen：指定一个流上打开文件
fdopen：fd打开，一般用于管道和网络通信
ps：ISO C并不涉及文件描述符fd，而POSIX.1具有
读和写流
打开流有三种不同类型的非格式化IO
- 每次一个字符的IO
- 每次一行的IO，可用fgets和fputs
- 直接IO(别称：二进制IO)，可用fread和fwrite
#include <stdio.h>
输入函数
int getc(FILE *fp);
int fgetc(FILE *fp);
int getchar(void);
/*
getchar等同于getc(stdin)
getc和fgetc：
*/
输出函数
int putc(int c,FILE *fp);
int fputc(int c,FILE *fp);
int putchar(int c);
3个函数出错和到达文件尾端都是返回相同值，需要下面两个函数做区分
大多数每个流在FILE对象中维护两个标志
出错标志
文件结束标志
#include <stdio.h>
int ferror(FILE *fp);
int feof(FILE *fp);
void clearerr(FILE *fp);
int ungets(int c,FILE *fp);//实质也是写到缓冲区
clearerr可以清除上面两个标志
从流中读取数据，可以用ungetc将字符再压回流中
行IO
#include <stdio.h>
char *fgets(char *restrict buf,int n,FILE *restrict fp);//从指定流读到缓冲区
char *gets(char *buf);//从标准输入读，不推荐用了
int fput(const char *restrict str,FILE *restrict fp);//写到指定流
int puts(const char *str);//还是不用用
二进制IO
#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);
定位流
ftell,fseek 文件位置放在一个长整型中
ftello,fseeko 使用off_t
fgetpos,fsetpos 使用抽象数据类型fpos_t，非UNIX系统可以使用
#include <stdio.h>
long ftell(FILE *fp);//success:当前文件位置指示 fail:-1L
int fseek(FILE *fp,long offset,int whence);
void rewind(FILE *fp);//将流设置到文件其实位置
off_t ftello(FILE *fp);//与ftell大致相同
int fseeko(FILE *fp,off_t offset,int whence);//与fseek相同
int fgetpos(FILE *restrict fp,fpos_t *restrict pos);
int fsetpos(FILE *fp,const fpos_t *pos);
格式化IO
#include <stdio.h>
int printf
int fprintf
int dprintf
int sprintf
int snprintf
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
printf变体
int vprintf
int vfprintf
int vdprintf
int vsprintf
int vsnprintf
#include <stdio.h>
int scanf
int fscanf
int sscanf
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
int vscanf
int vfscanf
int vsscanf
实现
#include <stdio.h>
int fileno(FILE *fp);//对一个流使用，获取这个流的fd
标准IO库最终都要调用第三章的IO历程
临时文件
#inlucde <stdio.h>
char *tmpnam(char *ptr);//产生一个有效路径名字符串
FILE *tmpfile(void);//先产生一个唯一路径名，然后，用此创建一个文件，并立即unlink
#include <stdlib.h>
char *mkdtemp(char *template);//创建目录
int mkstemp(char *template);//创建名字 返回fd
应该使用tmpfile和mkstemp
内存流
#include <stdio.h>
FILE *fmemopen(void *restrict buf,size_t size,const char *restrict type);
#include <stdio.h>
FILE *open_memstream(char **bufp,size_t *sizep);
#include <wchar.h>
FILE *open_wmemstream(wchar_t **bufp,size_t *sizep);
标准IO的替代软件
快速IO库fio
sfio
mmap
习题
标准IO流怎么使用fsync
先调用fflush( 全都送到内核)，再调用fsync(内核写到缓冲区，然后才能写入磁盘，fd可以通过fileno获取)
fgets通常处理行缓冲，自动冲洗的
