标准IO

标准IO由ISO C 标准的IO库，它处理了很多底层细节，比如合适的缓冲大小等等，因此更易于使用，但是也引入了一些其他问题。

流向

标准IO使用FILE对象关联流，流可以是面向宽字节的也可以是面向单字节的，当流初始化的时候是没有方向的,如果后面的IO操作是处理的宽字符集的，流变成面向宽字节的，如果哦是处理单字节的，流变成面向单字节，一旦流有了方向，不可改变，直到流被关闭，fwide可以设置流的方向，freopen可以清楚流的方向。

#include <wchar.h>
 int fwide(FILE *stream, int mode);

如果mode值大于0，函数尝试设置流面向宽字节，如果mode值小于0，函数尝试流面向单字节，mode值等于0，函数返回当前流的方向。

如果流已经有了方向，fwide不会设置流的方向。返回没有出错返回，唯一的方法是在函数调用之前清除errno，在调用函数后检查errno。

在标准IO中，stdin，stdout，stderr 预定义指针对应STDIN_FILENO,STDOUT_FILENO,STDERR_FILENO.

缓冲

标准IO操作时提供了合适的缓冲大小，不需要我们自己指定，同时提供了三种类型的缓冲：

1.全缓冲：只有当缓冲区满了之后才会进行IO操作

2.行缓冲 ：遇到换行符或者缓冲区满了之后进行IO操作

3 无缓冲 ：立即执行

一般来说面向交互式终端的是行缓冲，错误输出是无缓冲，其他情况是全缓冲的。通过setbuf和setvbuf可以改变默认行为：

#include <stdio.h>
void setbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf );
int setvbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf, int mode, size_t size);
    //Returns: 0 if OK, nonzero on error

setbuf函数如果buf设置为NULL，则是无缓冲，如果非NULL，必须是指向BUFSIZ长度的缓冲区地址，此时是全缓冲的。

setvbuf函数允许通过mode控制缓冲行为：

_IOFBF fully buffered

_IOLBF line  buffered

_IONBF no   buffered

buf一般使用NULL，这时size没有意义，这让标准库去关联缓冲，省去了不少麻烦。

注意：上面的函数必须在流打开后以及任何IO操作之前调用。

任何时候都可以通过fflush冲洗流：

#include <stdio.h>
int fflush(FILE *fp);
//Returns: 0 if OK, EOF on error

如果fp为NULL，函数冲洗所有输出流。

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 fp);//在指定的FILE对象上打开流，如果流已经存在先关闭它，如果流有方向先清除方向
FILE *fdopen(int fd, const char *type);//将fd打开为标准流
//All three return: file pointer if OK, NULL on error

type取值如下：

r or rb  打开为只读

w or wb 创建为写或者清空

a or ab 追加或者创建为写或者打开为在尾端写

r+ or r+b or rb+ 读写

w+ or w+b or wb+ 清空或者创建为读写

a+ or a+b or ab+ 打开或者创建为尾端读写

当文件打开为读写的时候，有下面的限制：

写之后没有执行fflush,fseek,rwind,fsetpos不可以读

读之后没有执行fseek,fsetpos ,rewind不可以写。

关闭流：

#include <stdio.h>
int fclose(FILE *fp);
//Returns: 0 if OK, EOF on error

所有缓冲的输出数据都会在文件关闭之前冲洗，输入数据可能被丢弃。在进程正常关闭的时候，所有未写的缓冲数据都会被冲洗，并且流都会被关闭。

流读写：

1.一次一字符：

#include <stdio.h>
int getc(FILE *fp);
int fgetc(FILE *fp);
int getchar(void);
int putc(int c, FILE *fp);
int fputc(int c, FILE *fp);
int putchar(int c);
//All three return: next character if OK, EOF on end of file or error

注意getc,fgetc getchar都是返回的字符是unsigned char强制转换为int，千万不要赋值给char变量。

2.一次一行：

#include <stdio.h>
char *fgets(char *restrict buf, int n, FILE *restrict fp);
char *gets(char *buf );//容易缓冲溢出，永远不要使用
//Both return: buf if OK, NULL on end of file or error
int fputs(const char *restrict str, FILE *restrict fp);
int puts(const char *str);
//Both return: non-negative value if OK, EOF on error

fputs向fp写入str，\0不会写入.

puts向标准输出写str，\0不会写入但是会换行。

3.二进制流：

#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);
//Both return: number of objects read or written

如果fread返回值小于nobj说明出错或者达到文件尾，这时必须调用feof或者ferror判断。如果fwrite的返回值小于nobj说明出错。

流定向：

#include <stdio.h>

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

       long ftell(FILE *stream);

       void rewind(FILE *stream);

       int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos);
       int fsetpos(FILE *stream, fpos_t *pos);

fseek设置流的pos，where：取值为SEEK_SET 表示文件头，SEEK_CUR当前位置,SEEK_END 文件尾。

ftell返回流的当前pos。

rewind将pos指向文件头相当于fseek(stream,0L,SEEK_SET)

fgetpos和fsetpos同ftell和fseek。

流格式化：

输出：

#include <stdio.h>
int printf(const char *restrict format, ...);
int fprintf(FILE *restrict fp, const char *restrict format, ...);
int dprintf(int fd, const char *restrict format, ...);
//All three return: number of characters output if OK, negative value if output error
int sprintf(char *restrict buf, const char *restrict format, ...);
//Returns: number of characters stored in array if OK, negative value if encoding error，最好不要用，用下面的
int snprintf(char *restrict buf, size_t n,const char *restrict format, ...);
//Returns: number of characters that would have been stored in array if buffer was large enough, negative value if encoding error

输入：

#include <stdio.h>
int scanf(const char *restrict format, ...);
int fscanf(FILE *restrict fp, const char *restrict format, ...);
int sscanf(const char *restrict buf, const char *restrict format, ...);
//All three return: number of input items assigned,EOF if input error or end of file before any conversion

说说format格式的转换类型，注意输入的有符号可能会转为无符号的。比如-1可能会扫描为4294967295存储在无符号数中。

转换类型                                       含义

c                                                 字符

s                                                 字符串

[                                                  列出的字符串，以]结尾

[^                                                非列出的字符串 ，以]结尾

stream对象转为FD：

int fileno(FILE *stream);//函数不会失败

临时文件：

#include <stdio.h>
char *tmpnam(char *ptr);
//Returns: pointer to unique pathname
FILE *tmpfile(void);
//Returns: file pointer if OK, NULL on error

tmpnam使用ptr产生临时文件，如果ptr为NULL，库会使用静态数组存储名字，多次调用静态数组将被覆盖。成功返回唯一的路径，失败返回空。当参数为NULL时该函数不是线程安全的，应该使用tmpnam_r替代。

tmpfile产生一个二进制临时文件，流关闭或者进程结束后，文件自动删除。

UNIX还提供了下面函数生成临时文件：

#include <stdlib.h>
char *mkdtemp(char *template);
//Returns: pointer to directory name if OK, NULL on error
int mkstemp(char *template);
//Returns: file descriptor if OK, −1 on error

mkdtemp相当于mkdir(template,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR)

mkstemp相当于create（template，S_IRUSR|S_IWUSR）

注意：使用这两个函数创建的临时文件不会自动删除，需要我们自己删除。由于tmpnam和tempnam不是原子操作，应该使用tmpfile和mkstemp。