UNIX环境高级编程 标准IO库
标准I/O库处理很多细节,使得便于用户使用。
流和 FILE 对象
对于标准I/O库,操作是围绕 流(stream)进行的。当用标准I/O打开或创建一个文件时,我们已使一个流与一个文件相关联。
对于ASCII字符集,一个字符用一个字节表示。对于国际字符集,一个字符可用多个字节表示。流的定向决定所读,写的字符是单字节还是多字节。
一个流在创建的最初,并没有定向,如果对未定向的流使用多字节I/O函数,则将该流定向为款定向的,反之如果使用单字节I/O函数,则将流的定向设为字节定向的。
改变流的定向的函数(只有两个):
freopen : 清楚一个流的定向
fwide : 设置流的定向
int fwide ( FILE *fp , int mode );
宽定向返回正值,字节定向返回负值,未定向的返回0;
- 如果mode参数为负 , fwide试图使指定的流是字节定向
- 如果mode参数为正 , fwide试图使指定的流是宽定向的
- 如果mode参数为 0 , fwide将不试图设置流的定向,但返回标识该流定向的值。
fwide 并不改变已定向流的定向。
标准输入 , 标准输出 , 标准错误。
文件描述符 分别为 STDIN_FILENO , STDOUT_FILENO , STDERR_FILENO
通过预定文件指针 stdin , stdout , stderr。这三个文件指针分别在头文件<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 调用的次数。
标准I/O 提供了一下 3种类型的缓冲:
全缓冲:在填满标准I/O缓冲区后才进行实际I/O操作。
行缓冲:在输入和输出遇到换行符时,标准I/O库执行I/O操作。
不缓冲:比如strerr,这样使得出错信息可以尽快显示出来。
对任何一个给定的流,可以调用下列两个函数中的一个更改缓冲类型。
void setbuf ( FILE *restrict fp , char *restrict buf ) ;
int setvbuf ( FILE *restrict fp , char *restrict buf , int mode , size_t size );
使用 setbuf 函数打开或关闭缓冲机制。为了带缓冲进行I/O,参数buf指向一个长度为BUFSIZE的缓冲区,为了关闭缓冲,将buf设置为NULL。
使用 setvbuf , 可以精确的说明所需缓冲类型。 mode 参数:
_IOFBF 全缓冲
_IOLBF 行缓冲
_IONBF 不缓冲
147页有图。
打开流
下列三个函数打开一个标准I/O流。
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 );
区别在于:
- fopen打开一个路径名为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 。
- fdopen取一个文件描述符,并使一个标准的I/O流与该描述符结合。
type有15种不同的值 —— 图5.2
读和写流
输入函数:
以下三个函数可以一次读一个字符
int getc ( FILE *fp )
int fgetc (FILE *fp )
int getchar ( void )
getchar 等同于 getc(stdin)。
getc可被实现为宏,fgetc不能实现为宏。
- getc的参数不应当是具有副作用的表达式
- fgetc一定是一个函数,所以可以得到其地址。
- 调用fgetc的时间可能比getc的时间长。
由于不管出错还是达到文件尾端。三个函数都是返回同样的值。为了区分,调用ferror 或 feof
int ferror ( FILE *fp )
int feof ( FILE *fp )
在大多数实现中,为每个流在FILE对象中维护了两个标志:
出错标志
文件结束标志
输出函数:
int putc ( int c , FILE *fp )
int fputc ( int c , FILE *fp )
int putchar ( int c )
putchar( C ) 等同于 putc ( c , stdout ) , putc 可被实现为宏 , 而fputc不能实现为宏。
每次一行 I/O
char *fgets ( char *restrict buf , int n , FILE *restrict fp )
char *gets ( char *buf )
gets从标准输入读, fgets 从指定的流读。
对于 fgets , 必须指定缓冲的长度为 n 。 此函数一直读到下一个换行符为止。
gets是一个不推荐使用的函数,因为不能指定在使用gets时缓冲区的长度。可能造成缓冲区溢出。
gets并不将换行符存入缓冲区
fputs 和 puts 提供每次输出一行的功能
int fputs ( const char *restrict str , FILE *restrict fp )
int puts ( const char *str )
函数 fputs 将一个以 null 字节终止的字符串写到指定的流,尾端的null不写出。
函数 puts 将一个以 null 字节终止的字符串写到标准输出,终止符不写出。但随后将一个换行符写到标准输出。
应当尽量使用 fgtes 和 fputs。
标准 I/O 的效率
二进制 I/O
以下两个函数用于执行二进制 I/O 操作
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 );
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