标准I/O

　　对于标准I/O都是围绕流进行操作，当用标准I/O库打开一个文件时，使一个流与一个文件相关联。

　　流的定向决定了所读写的字符是单个字节还是多字节。当流创建时并没有定向，若在未定向的流上使用一个多字节I/O函数，则流设置为宽定向，若使用单字节函数，流定向为字节定向。

　　FILE通常是一个结构，它包含了标准I/O库管理流所需的信息：用于实际I/O文件的描述符，指向流缓冲区的指针，缓冲区长度，当前缓冲区的字符数以及出错标志。

　　标准IO流操作读写普通文件是使用全缓冲的，默认缓冲区长度是该文件系统优先选用的IO长度（从stat结构得到的st_blksize值）

缓冲

1. 全缓冲（默认4096字节） ：全缓冲指的是系统在填满标准IO缓冲区之后才进行实际的IO操作；注意，对于驻留在磁盘上的文件来说通常是由标准IO库实施全缓冲。
2. 行缓冲 （默认1024字节）：在这种情况下，标准IO在输入和输出中遇到换行符时执行IO操作，这允许我们一次输出一个字符，但是只有写了实际一行后才进行I/O操作；注意，当流涉及终端的时候，通常使用的是行缓冲。对于行缓冲有两个限制：一，因为标准I/O收集每一行缓冲区的长度是固定的，所以只要填满了缓冲区，那么即使还没有写入一个换行符，也进行I/O操作。二，任何时候只要通过标准I/O库从<a>一个不带缓冲的流（需要从内核读取数据），<b>一个行缓冲的流（它从内核请求需要的数据——数据可能在缓冲区中，不需要从内核读取）得到输入数据，那么就会冲洗所有行缓冲输出的流
3. 无缓冲 ：无缓冲指的是标准IO库不对字符进行缓冲存储；注意，标准出错流stderr通常是无缓冲的。

　　冲洗：说明标准I/O缓冲区的写操作，缓冲区可能由标准I/O例程自动冲洗（当一个缓冲区满时）或者调用fflush冲洗一个流。在标准I/O方面，冲洗两层含义：1.将缓冲区中的内容写到磁盘上（缓冲区可能只是部分填满）2.驱动程序方面（tcflush）表示丢弃已存储在缓冲区中的内容。

　　缓冲特征：

• 标准输入和标准输出不指向交互式设备才指向全缓冲，指向交互设备是行缓冲
• 标准错误绝不是全缓冲

　　打开或关闭缓冲机制——这些函数一定要在流被打开后调用

#include <stdio.h>
void setbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf);
int setvbuf(FILE *restrict, char *restrict buf, int mode, size_t size);
//成功返回0，出错返回非0

　　buff指向一个长度为BUFSIZ的缓冲区（定义在该头文件中），通常在此之后是全缓冲的，但是一个流如果与终端设备相关，某些设备也将其设置为行缓冲的，buf为NULL时关闭缓冲。

　　如果buff为NULL，标准I/O库自动为其分配适当的缓冲区长度，改长度由BUFSIZ指定。从函数返回之前关闭该流，缓冲区的一部分用于存放他自己的管理操作信息，所以缓冲区存放的字节数实际少于size。一般情况下，系统选择分配缓冲区的长度，并自动分配缓冲区，在这种情况下，关闭此流时，标准I/O库自动释放缓冲区。

　　setvbuf中的mode

1. _IOFBF(满缓冲）：当缓冲区为空时，从流读入数据。或者当缓冲区满时，向流写入数 据。
2. _IOLBF(行缓冲）：每次从流中读入一行数据或向流中写入一行数据。
3. _IONBF(无缓冲）：直接从流中读入数据或直接向流中写入数据，而没有缓冲区。

　　强制冲洗缓冲

#include <stdio.h>
int fflush(FILE *fp);
//成功返回0出错返回非0

打开流

　　除非流引用终端设备，否则按系统默认，流被打开是全缓冲的，若引用终端设备则是行缓冲。

#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 filedes, char* type); 

　　fopen打开一个指定的文件。

　　freopen在一直指定的流上打开一个指定的文件，如若该流已经打开，则先关闭该流。如果该流已经定向，则freopen清除该定向。此函数一般用于将一个指定的文件打开为一个预定的流：标准输入，标准输出或标准出错。fdopen获取一个现有的文件描述符，并使一个标准的IO流与该描述符相结合。此函数常用与由创建管道和网络通信函数返回的描述符，因为这些特殊类型的文件不能用标准IO fopen函数打开，所以我们必须先调用设备专用函数获取一个文件描述符，然后用fdopen使一个标准IO流与该描述符相关联。

type参数指定对IO流的读写方式，详细如下表（使用b，使得标准IO可以区分文本文件和二进制文件）

　　注意：对于fdopen，type的意义稍有不同，因为该描述符已经被打开，所以fdopen为写而打开并不截短该文件，另外也不能创建该文件。

对于读写类型打开一个文件时（图中的+）

1. 如果中间没有fflush，fseek，fsetpos，frewind则在输出的后面不能直接跟输入
2. 如果中间没有fseek，setpos，rewind或一个输入操作没有到达文件尾端，输入操作后不能跟输出

总结一下上表的内容：

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

　　在该文件被关闭前，冲洗缓冲区中的输出数据，缓冲区中的任何数据被丢弃，如果标准I/O库自动为流分配了一个缓冲区，则释放此缓冲区。

　　一个进程终止时（直接调用exit或从main中返回）所有带为写缓冲数据的标准I/O流都被冲洗，所有打开的I标准/O流都被关闭。

 定位流

#include <stdio.h>
long ftell(FILE *fp);//成功返回当前文件位置，失败返回-1L
int fseek(FILE *fp,long offset,int whence);//成功返回0失败返回-1
void rewind(FILE *fp);//返回文件开头

1. 二进制文件当前位置：文件位置指示器指向文件的起始位置，以字节为度量单位，ftell的返回值就是字节的位置。
2. 文本文件当前位置：先将whence设置为SEEK_SET，offset设置为0或ftell返回值，然后调用ftell获取

内存流

　　使用第三方库的时候，我们需要处理某个文件，而这个文件不一定是从本地磁盘上读取，可能是分布式文件系统或者其他地方，而第三方库的接口却只提供了一个FILE *参数，意味着只能从磁盘加载，没法直接处理已经加载到内存的数据。这个时候，fmemopen就可以派上用场了，将FILE对象映射到内存上，无需从磁盘上读取。

#include <stdio.h>
FILE* fmemopen(void*buf, size_t size, const char* mode);
/*
1.无论何时以追加方式打开内存流，当前文件位置设置为缓冲区中的第一个NULL字节，如果缓冲区中不存在NULL字节，当前位置就设置为缓冲
区结尾的最后一个字节，当流不是以追加方式打开时。当前位置设置为缓冲区的开始位置，以为追加模式通过第一个NULL字节确定数据的尾端
不适合二进制数据（二进制数据在尾端之前可能包含多个NULL）
2.如果buf是一个null指针，打开流读写无意义，因为这种情况缓冲是通过fmemopen分配的，没有办法找到缓冲区的地址，以只写方式打开流
无法读入写入的数据，已读方式打开无法读取写入缓冲区的数据
3.任何时候只要增加缓冲区中的数据量以及调用fclose，fflush，fseek，fseeko，fsetpos都会在当前位置写个null字符
*/
FILE* open_memstream(char**ptr, size_t* sizeloc);//面向字节

#include <wchar.h>
FILE* open_wmemstream(wchar_t** ptr, size_t* sizeloc);//面向宽字节
//以上函数成功返回流指针，失败返回NULL

　　fmemopen()函数打开一个内存流，使你可以读取或写入由buf指定的缓冲区。其返回FILE*fp就是打开的内存流，虽然仍使用FILE指针进行访问，但其实并没有底层文件（并没有磁盘上的实际文件，因为打开的内存流fp是在内存中的），所有的I/O都是通过在缓冲区与主存（就是内存）之间来回传送字节来完成的。

后两个与第一个区别

1. 创建的流只能写打开
2. 不能指定自己的缓冲区，但可以分别通过bufp和sizep参数访问缓冲区地址和大小
3. 关闭流后需要自行释放缓冲区
4. 对流添加字节会增加缓冲区大小

缓冲区地址和大小使用的原则：

　　1.地址和长度只有调用fclose或fflush后才有效。2.这些值只有在下一次流写入或调用fclose前才有效，因为缓冲区可以增长，可能需要重新分配，如果出现这种情况，缓冲区的地址在下一次调用fclose或fflush时才会变。

　　当用fclose()关闭流或用fflush()刷新流时，bufp和sizep被更新，以包含缓冲区的指针及其大小。只要没有进一步的输出流发生，这些值仍然有效。如果执行额外的输出，必须再次刷新流来存储新的值，才能再次使用它们。一个空字符被写入缓冲区的末尾，但它存储在sizep中的size值中不包括它。

　　通过调用fmemopen()、open_memstream()或open_wmemstream()创建的一个与内存缓冲区相关联的流的输入和输出操作，发生在内存缓冲区的范围内，受限于实现。对于用open_memstream()或open_wmemstream()打开的流的情况，内存区域动态增长，以适应必要的写操作。对于输出，在刷新或关闭操作期间，数据从函数setvbuf()提供的缓冲区移动到内存流。如果没有足够的内存来增长内存区域，或者操作需要访问相关内存区域以外的地方，相关的操作失败。因为避免了缓冲区溢出，内存流非常适用于创建字符串。因为内存流只访问主存，不访问磁盘上的文件，所以对于把标准I/O流作为参数用于临时文件的函数来说，会有很大的性能提升。