linux 标准I/O (二）

<Uinx 环境高级编程笔记>

 

以前经常遇到两种I/O操作

一类是f打头的fopen, fread, fwrite

一类是没有f打头的open, read, fwrite

原来一个是UNIX I/O（在类Unix系统上实现），另一类是标准I/O（在很多系统上都有实现，包括windows)

 

使用标准I/O的好处

因为在出UNIX的很多操作系统（包括Windows, linux）上都实现了此库，所有有利于软件的移植。

 

与UnixI/O的主要区别

UNIX I/O的函数都是针对文件描述符的，而标准I/O的操作都是围绕流进行的。所为的流就是一个FILE *

标准I/O提供了缓存--为了尽量减少write, read的调用。

标准I/O的效率会低一些，因为它是多了一层封装。即，fread通过调用read来实现。

 

标准I/O的头文件

stdio.h

三个标准I/O流预定义指针：stdin, stdout, stderr

(Unix I/O: STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO, STDERR_FILENO)

 

缓存

有缓存就会有延迟，即输出设备上的内容和缓存中的内容很可能不一样。可以调用fflush刷新缓存。

有多种缓存类型，可以调用下面的API来更改默认缓存类型。

setbuf,  setvbuf

setvbuf可以精确的说明缓存的类型。

fclose关闭流时也会刷新流。

当一个进程正常终止时（直接调用exit，或从main函数返回），则所有带未写缓存数据的标准I/O流都会被刷新，所有打开的标准I/O流都会被关闭。

 

标准I/O API

打开流

FILE * fopen(const char * path,const char * mode);

mode参数很简单：

r    文件只读

r+  文件可读写，文件必须存在

w   文件只写。相当于删除原文件，创建一个新文件。即若文件存在，长度变为0。若文件不存在，则创建。

w+ 文件可读写。其它和w相同。

a    以附加方式打开只写文件。文件不存在，会自动创建。

a+ 以附加方式打开读写文件。文件不存在，会自动创建。

b    以二进制方式操作文件。可以和上面的任意一个组合。

自动创建的文件访问权限位：644

读写流

每次一个字符的I/O

getc, fgetc, getchar

getc一般是宏调用，效率高于fgetc。fgetc可以作为一个地址传递给其它函数。

int getc(FILE * stream);

int fgetc(FILE *stream);

int getchar(void) 相当于 getc(stdin);

从一个流读取一个字符后，可以调用ungetc将字符再送回流中。

上面三个API出错或到达文件尾都返回-1。具体是什么情况，需要调用下面的两个API来判断：

int ferror(FILE *stream);

int feof(FILE *stream);

什么情况下会用到回送字符呢?

当正在读一个输入流，并进行某种形式的分字或分记号操作时，会经常用到回送字符操作。

有时需要先看一看下一个字符，以决定如何处理当前字符。然后就需要方便地将刚查看的字符

送回，以便下一次调用g e t c时返回该字符。

对应的输出：

putc, fputc, putchar

 

每次一行的I/O

gets, fgets

char * fgets(char * s,int size,FILE * stream);

char *gets(char *s);

fgets从文件读入， gets从表中输入读入。

fgets（）用来从参数 stream所指的文件内读入字符并存到参s所指的内存空间，直到出现换行字符、读到文件尾或是已读了 size-1个字符为止，最后会加上 NULL作为字符串结束。换行符也包含在字符串中。去除换行符：s[strlen(s)-1]=0;

gets会自动删除新行符。建议不要使用gets，因为容易造成缓冲区溢出。

对应的输出：

fputs 之后不会输出一个新行符

puts 之后会输出一个新行符

 

指定长度的I/O

上面的API主要用来处理文本文件，对于结构类型的内容或结构中含有null字符或换行符的情况，不好处理。这就用到下面两个API。

size_t fread(void * ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE * stream);

size_t fwrite(const void * ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE * stream);

两个函数都返回实际读写的对象数。

 

定位流

long ftell(FILE * stream);

int fseek(FILE * stream,long offset,int whence);

void rewind(FILE * stream);  相当于fseek(stream, 0, SEEK_SET);

下面两个的可移植性会好些

int  fgetpos(FILE *, fpos_t *);

int fsetpos(FILE *, const fpos_t *);

 

格式化I/O

printf将格式化数据写到标准输出，fprintf写至指定的流，sprintf将格式化的字符送入数组buf中。

sprintf在该数组的尾端自动加一个null字节，但该字节不包括在返回值中。

int fprintf(FILE * stream, const char * format,.......);

int sprintf( char *str,const char * format,.........);

int printf(const char * format,.......);

 

对应的三个格式化输入

int fscanf(FILE * stream, const char * format,.......);

int sscanf( char *str,const char * format,.........);

int scanf(const char * format,.......);

标准I/O的实现细节

在UNIX上，标准I/O是调用UNIX的I/O来实现的，类似

fread()

{

  ……

  read()

  ……

}

每个流都有对应的文件描述符

可以调用int fileno(FILE *fp)来获得，如果要调用dup或fcntl等函数，需要用到这个转换。

 

创建临时文件

FILE *tmpfile(void) -- linux下可用

char *tmpnam(const char *)  -- linux下不可用

char *tempnam(const char *dir, const char *prefix); -- linux下不可用

 

char * mktemp(char * template); -- linux下可用

参数 template所指的文件名称字符串中最后六个字符必须是 XXXXXX。

linux下的一个例子：

char template[ ]="aaaaa-XXXXXX"; 

mktemp(template);

或 mkdtemp(template);