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UNIX環境高級編程 標准IO庫

標准I/O庫處理很多細節,使得便於用戶使用。

 

流和 FILE 對象

對於標准I/O庫,操作是圍繞 流(stream)進行的。當用標准I/O打開或創建一個文件時,我們已使一個流與一個文件相關聯。

 

對於ASCII字符集,一個字符用一個字節表示。對於國際字符集,一個字符可用多個字節表示。流的定向決定所讀,寫的字符是單字節還是多字節。

 

一個流在創建的最初,並沒有定向,如果對未定向的流使用多字節I/O函數,則將該流定向為款定向的,反之如果使用單字節I/O函數,則將流的定向設為字節定向的。

 

改變流的定向的函數(只有兩個):

freopen : 清楚一個流的定向

fwide        :   設置流的定向

 

int fwide ( FILE *fp , int mode );

寬定向返回正值,字節定向返回負值,未定向的返回0;

  • 如果mode參數為負 , fwide試圖使指定的流是字節定向
  • 如果mode參數為正 , fwide試圖使指定的流是寬定向的
  • 如果mode參數為 0  , fwide將不試圖設置流的定向,但返回標識該流定向的值。

fwide 並不改變已定向流的定向。

 

標准輸入 , 標准輸出 , 標准錯誤。

文件描述符 分別為 STDIN_FILENO , STDOUT_FILENO , STDERR_FILENO

通過預定文件指針 stdin , stdout , stderr。這三個文件指針分別在頭文件<stdio.h>中

 

緩沖

標准I/O 庫提供緩沖的目的是盡可能減少使用 read 和 write 調用的次數。

 

標准I/O 提供了一下 3種類型的緩沖:

全緩沖:在填滿標准I/O緩沖區後才進行實際I/O操作。

行緩沖:在輸入和輸出遇到換行符時,標准I/O庫執行I/O操作。

不緩沖:比如strerr,這樣使得出錯信息可以盡快顯示出來。

 

對任何一個給定的流,可以調用下列兩個函數中的一個更改緩沖類型。

void setbuf ( FILE *restrict fp , char *restrict buf ) ;

int setvbuf ( FILE *restrict fp , char *restrict buf , int mode , size_t size );

 

使用 setbuf 函數打開或關閉緩沖機制。為了帶緩沖進行I/O,參數buf指向一個長度為BUFSIZE的緩沖區,為了關閉緩沖,將buf設置為NULL。

 

使用 setvbuf , 可以精確的說明所需緩沖類型。 mode 參數:

_IOFBF     全緩沖

_IOLBF     行緩沖

_IONBF    不緩沖

147頁有圖。

 

打開流

下列三個函數打開一個標准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 );

 

區別在於:

  1. fopen打開一個路徑名為pathname的一個指定文件
  2. freopen在一個指定的流上打開一個指定的文件 。
  3. fdopen取一個文件描述符,並使一個標准的I/O流與該描述符結合。

 

type有15種不同的值 —— 圖5.2

 

 

 

讀和寫流

輸入函數:

以下三個函數可以一次讀一個字符

int getc ( FILE *fp )

int fgetc (FILE *fp )

int getchar ( void )

 

getchar 等同於 getc(stdin)。

getc可被實現為宏,fgetc不能實現為宏。

 

  1. getc的參數不應當是具有副作用的表達式
  2. fgetc一定是一個函數,所以可以得到其地址。
  3. 調用fgetc的時間可能比getc的時間長。

 

由於不管出錯還是達到文件尾端。三個函數都是返回同樣的值。為了區分,調用ferror 或 feof

int ferror ( FILE *fp )

int feof ( FILE *fp )

在大多數實現中,為每個流在FILE對象中維護了兩個標志:

出錯標志

文件結束標志

 

輸出函數:

int putc ( int c , FILE *fp )

int fputc ( int c , FILE *fp )

int putchar ( int c )

 

putchar( C ) 等同於 putc ( c , stdout ) ,  putc 可被實現為宏 , 而fputc不能實現為宏。

 

每次一行 I/O

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

char *gets ( char *buf )

gets從標准輸入讀, fgets 從指定的流讀。

 

對於 fgets , 必須指定緩沖的長度為 n 。 此函數一直讀到下一個換行符為止。

 

gets是一個不推薦使用的函數,因為不能指定在使用gets時緩沖區的長度。可能造成緩沖區溢出。

gets並不將換行符存入緩沖區

 

fputs 和 puts 提供每次輸出一行的功能

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

int puts ( const char *str )

函數 fputs 將一個以 null 字節終止的字符串寫到指定的流,尾端的null不寫出。

函數 puts 將一個以 null 字節終止的字符串寫到標准輸出,終止符不寫出。但隨後將一個換行符寫到標准輸出。

應當盡量使用 fgtes 和 fputs。

 

標准 I/O 的效率

 

 

 

 

二進制 I/O

以下兩個函數用於執行二進制 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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