apue学习笔记（第五章 标准I/O）

本章讲述标准I/O库

流和FILE对象

对于标准I/O库，它们的操作是围绕流进行的。流的定向决定了所读、写的字符是单字节还是多字节的。

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

fwide函数可用于流的定向。根据mode参数的不同值，fwide函数执行不同的工作

若mode参数值为负，fwide将试图使指定的流是字节定向的

若mode参数值为正，fwide将试图使指定的流是宽定向的

若mode参数值是0，fwide将不试图设置流的定向，但返回标志该流定向的值

当一个流最初被创建时，它并没有定向。若在未定向的流上使用一个多字节（单字节）I/O函数，则将该流设置为宽（字节）定向。fwide并不改变已定向流的定向。

标准输入、标准输出和标准错误

对一个进程预定义了3个流：stdin、stdout、stderr。

缓冲

标准I/O提供了以下3种类型的缓冲

1 全缓冲，在这种情况下，在填满标准I/O缓冲区后才进行实际I/O操作。如磁盘上的文件通常实施全缓冲。

2 行缓冲，在这种情况下，当在输入和输出中遇到换行符，标准I/O执行I/O操作。如标准输入输出。

3 不带缓冲，标准I/O库不对字符进行缓冲存储。标准错误流stderr通常是不带缓冲的。

我们可以调用下面两个函数更改缓冲类型

#include <stdio.h>
void setbuf(FILE *restrict fp,char *restrict buf);
int setvbuf(FILE *restrict fp,char *buf,int mode,size_t size);

可以使用setbuf打开或关闭缓冲机制，参数buf指定一个长度为BUFSIZ的缓冲区。将buf设置为NULL可以关闭缓冲。

使用setvbuf，我们可以精确地说明所需的缓冲类型。这是用mode参数实现的：

_IOFBF  全缓冲

_IOLBF  行缓冲

_IONBF  不带缓冲

我们可以通过fflush函数冲洗一个流

#include <stdio.h>
int fflush(FILE *fp);

打开流

下面3个函数打开一个标准I/O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);
FILE *fdopen(int fd,const char *type);

type参数指定对该I/O流的读、写方式，ISO C规定type参数可以有如下15种不同的值

其中b作为type的一部分，这使得标准I/O系统可以区分文本文件和二进制文件

调用fclose关闭一个打开的流

#include <stdio.h>
int fclose(FILE *fp);

读和写流

以下3个函数可用于一次读一个字符

#include <stdio.h>
int getc(FILE *fp);
int fgetc(FILE *fp);
int getchar(void);   //等同于getc(stdin)

对应上面所述的每个输入函数都有一个输出函数

#include <stdio.h>
int putc(int c,FILE *fp);
int fputc(int c,FILE *fp);
int putchar(int c);

每次一行I/O

下面两个函数提供每次输入一行的功能

#include <stdio.h>
char *fgets(char *restrict buf,int n,FILE *restrict fp); //buf为缓冲区地址，读入的行将送入其中，参数n指定缓冲的长度
char *gets(char *buf);  //不推荐使用

fputs和puts提供每次输出一行的功能

#include <stdio.h>
int fputs(const char *restrict str,FILE *restrict fp);
int puts(const char *str);

二进制I/O

下列两个函数执行二进制I/O操作

#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);

参数size为欲写结构的长度，nobj为欲写的元素个数，函数返回的是读或写的对象数。这些函数有以下两种常见的用法

float data[10];
if(fwrite(&data[2],sizeof(float),4,fp)!=4)
    err_sys("fwrite error");

//读写一个结构
struct{
      short count;
      long total;
      char name[NAMESIZE];  
}item;

if(fwrite(&item,sizeof(item),1,fp)!=1)
     err_sys("fwrite error");

定位流

有3种方法定位标准I/O流

#include <stdio.h>
long ftell(FILE *fp);   //若成功，则返回当前文件位置指示，出错则返回-lL
int fseek(FILE *fp,long offset,int whence);  
void rewind(FILE *fp);

除了偏移量的类型是off_t而非long以外，ftello函数与ftell相同，fseeko函数与fseek相同

#include <stdio.h>
off_t ftello(FILE *fp);
int fseeko(FILE *fp,off_t offset,int whence);

下面函数是ISO C标准引入的

#include <stdio.h>
int fgetpos(FILE *restrict fp,fpos_t *restrict pos);
int fsetpos(FILE *fp,const fpos_t *pos);

格式化I/O

格式化输出是由printf函数处理的

#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,...);

int sprintf(char *restrict buf,const char *restrict format,...);
int snprintf(char *restrict buf,size_t n,const char *restrict format,...);    //参数n指定缓冲区长度

执行格式化输入处理的是3个scanf函数

#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,...);

临时文件

ISO C标准I/O库提供了两个函数以帮助创建临时文件

#include <stdio.h>
char *tmpnam(char *ptr);
FILE *tmpfile(void);

tmpnam函数产生一个与现有文件名不同的一个有效路径名字符串

tmpfile创建一个临时二进制文件（类型wb+），在关闭该文件或程序结束时将自动删除。