UNIX系统高级编程——第五章-标准I/O库-总结

基础：

标准I/O库在ANSI C中定义，可移植在不同的系统

文件指针（FILE）：标准I/O库操作的不是文件描述符，而是流。FILE文件指针包含的是维护流所需的信息

通过函数fileno获取流的文件描述符

标准输入、输出、出错流：每个进程预定义了三个流。分别用stdin,stdout,stderr表示三个文件指针。STDIN_FILENO,STDOUT_FILENO,STDERR_FILENO表示文件描述符

缓存：
标准I/O缓存的目的是尽可能减少read/write函数的调用

• 全缓存：当缓存被填满的时候才执行实际的I/O操作。在一个流上第一次执行I/O操作时，相关的标准I/O函数会使用malloc申请缓存
• 行缓存：在输入和输出遇到新行的时候才进行实际的I/O操作。有两种情况下不遇到换行符就会刷新：1.行缓存满。2.通过标准I/O库从一个不带缓存的流或者一个行缓存的流得到输入数据。
• 不缓存

ANSI C要求：

• 当且仅当标准输入输出不涉及交互作用设备时才是全缓存的
• 标准出错不是全缓存

SVR4和4.3+BSD实现：

• 标准出错不缓存
• 涉及终端设备的其他流是行缓存的，否则是全缓存的

函数setbuf/setvbuf设置缓存类型

• setbuf打开或关闭缓存，指定缓存空间。参数为文件指针和缓存空间buf。打开缓存的时候通常是全缓存，但是如果和某终端设备相关某些系统也会设置为行缓存
• setvbuf可以设置缓存类型。参数为文件指针和buf、size。buf和size可以用于为流指定一个缓存，但是如果buf是NULL而流是需要指针的，那么标准I/O库将会自动的为流分配适当长度的缓存。长度指文件stat中的st_blksize指定的值。如果无法以此指定，那么使用BUFSIZ指定大小

SVR4将会使用缓存的一部分用于自身的管理，所以实际可用的字节数会少于指定大小。通常应由系统自动分配缓存，之后系统会自动释放空间

fflush函数强制刷新某文件的流。ANSI C要求如果参数是NULL，将刷新所有的流

打开流：

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) ;

• fopen：打开路径名指定的文件
• freopen：在一个指定的流上重新打开指定的文件，如果之前的流已经打开就先关闭。通常用于将指定文件打开到预定义的流
• fdopen：将一个流结合到现有的文件描述符

fdopen的type参数有所不同：fdopen为写打开不会截短文件，标准I/O添加方式不会用于创建文件

读写方式打开文件的限制：

• 中间没有fflush、fseek、fsetpos、rewind，那么输出之后不能直接输入
• 中间没有fseek、fsetpos、rewind或者一个输出操作没有到达文件尾，那么输入之后不能直接输出

通过w/a创建新文件的时候无法指定权限位，POSIX.1要求默认权限：用户/组/其他-读写权限

流不引用终端设备则默认全缓存，否则默认行缓存

fclose关闭流：文件关闭之前刷新缓存中的输出数据，丢弃输入数据，释放自动分配的缓存

程序正常结束时（return/exit）关闭所有流

读写流：

三种类型非格式化I/O：

单字符I/O：

输入函数：

int getc(FILE *fp)
int fgetc(FILE *fp)
int getchat(void)

成功返回字符，出错或者到达文件尾则返回EOF

getchar相当于getc(stdin)

getc可以被实现为宏，而fgetc不能：

• getc的参数不能是有副作用的表达式
• fgetc可以获取函数指针作为参数
• 如果getc实现为宏，那么它的效率更高

将返回值扩展为整数就可以返回EOF指示值

使用函数ferror/feof判断是出错还是文件尾

FILE结构中通常由出错标志和文件结束标志，使用clearerr清楚两个标志

ungetc将字符送回流（以类似栈的顺序）。无法回送EOF。到达文件为之后仍可回送一个字符，下次将读取该字符，再下一次读将是EOF。因为ungetc将会清除流的文件结束指示

输出函数：

int putc(int c,FILE *fp)
int fputc(int c,FILE *fp)
int putchar(int c)

成功返回c，出错返回EOF

和输入函数相应的特点类似

行I/O：如fgets,fputs

输入函数：

char *fgets(char *buf,int n,FILE *fp)
char *gets(char *buf)

成功返回buf，失败或者到达文件尾返回null

fgets读取一行，但是至多n-1个字符，存到buf并以null结尾

gets读取一行，无法预测长度，会舍弃换行符存到buf中并以null结尾。（不安全，不建议使用）

输出函数：

int fputs(const char *str,FILE *fp)
int puts(const char *str)

fputs输出str中null之前的内容，可能不是一行

puts输出str中null之前的内容，并在尾部扩展换行符

直接I/O：如fread,fwrite

如果是二进制文件在使用字符读取的时候可能会解析为null从而意外的终止，所以需要使用直接I/O的方式

size_t fread(void *ptr,size_t size,size_t nobj,FILE *fp)
size_t fwrite(const void *ptr,size_t size,size_t nobj,FILE *fp)

返回读或写的对象数

如果返回数字少于nobi，那么对于读可能是读到文件尾或者出错，使用ferror/feof判断那种情况，对于写就意味着出错

定位流：

ftell/fseek：假定文件可以存储在长整型中

long ftell(FILE *fp)：成功返回当前文件位置指示，出错返回-1L

int fseek(FILE *fp,long offset,int whence)：成功返回0，出错返回非0

void rewind(FILE *fp)

ANSI C不要求二进制文件支持SEEK_END，因为某些系统可能要求二进制文件长度尾某个幻数的整数倍，非实际内容部分填充0

rewind函数将流设置到文件起始位置

fgetpos/fsetpoe：ANSI C引入的函数

int fgetpos(FILE *fp,fpos_t *pos)
int fsetpos(FILE *fp,const fpos_t *pos)

成功返回0，出错返回非0

格式化I/O：

标准输出：

printf：输出到标准输出。成功返回输出的字节数，出错返回负值

fprintf：写到指定流。成功返回输出的字节数，出错返回负值

sprintf：返回存入数组的字节数。将格式化的字符放到参数指定的字符数组中，在数组的尾端自动加上null字节，但是不统计在返回值中

标准输入：scanf/fscanf/sscanf

临时文件：

char *tmpnam(char *ptr)
FILE *tmpfile(void)

每次调用tmpnam将会生成一个和当前文件名不同的有效路径名字符串，最多调用TMP_MAX次

如果ptr是null，那么产生的文件名将存放在静态区，返回的指针指向该内容。每次调用重写该区域

如果ptr不是null，那么长度最小是L_tmpnam

tmpfile创建一个临时二进制文件，关闭该文件或者程序结束时将会删除该文件

tmpnam的变体：tempnam，允许调用者为生成的路径指定目录和前缀。将按照以下顺序设置目录：

• 如果定义了环境变量TMPDIR，那么将其作为目录
• 如果参数directory非NULL，那么将其作为目录
• 本地目录，通常是/tmp.作为目录

prefix非NULL，应包含至多5个字符的字符串，作为文件名的开头几个字符