轉載-C語言FILE類型與標準I/O流

權威資料

<cstdio> (stdio.h) - C++ Reference
http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/

先來了解下什麼是標準ＩＯ以及文件ＩＯ。

標準ＩＯ以及文件ＩＯ。

標準ＩＯ：標準I/O是ANSI C創建的一個標準I/O模型，是一個標準函數包和stdio.h頭文件中的定義，具備必定的可移植性。標準IO庫處理不少細節。例如緩存分配，以優化長度執行IO等。標準的IO提供了三種類型的緩存。

（1）全緩存：當填滿標準IO緩存後才進行實際的IO操做。
（2）行緩存：當輸入或輸出中遇到新行符時，標準IO庫執行IO操做。
（3）不帶緩存：stderr就是了。

文件ＩＯ：文件ＩＯ稱之爲不帶緩存的IO（unbuffered I/O)。不帶緩存指的是每一個read，write都調用內核中的一個系統調用。也就是通常所說的低級I/O——操做系統提供的基本IO服務，與os綁定，特定於linix或unix平臺。

２區別

首先：二者一個顯著的不一樣點在於，標準I/O默認採用了緩衝機制，好比調用fopen函數，不只打開一個文件，並且創建了一個緩衝區（讀寫模式下將創建兩個緩衝區），還建立了一個包含文件和緩衝區相關數據的數據結構。低級I/O通常沒有采用緩衝，須要本身建立緩衝區，不過其實在linix或unix系統中，都是有使用稱爲內核緩衝的技術用於提升效率，讀寫調用是在內核緩衝區和進程緩衝區之間進行的數據複製。

其次從操做的設備上來區分，文件I/O主要針對文件操做，讀寫硬盤等，它操做的是文件描述符，標準I/O針對的是控制檯，打印輸出到屏幕等，它操做的是字符流。對於不一樣設備特性不同，必須有不一樣api訪問才最高效。

 

最後來看下他們使用的函數

1.fopen與open

標準I/O使用fopen函數打開一個文件：

FILE* fp=fopen(const char* path,const char *mod)

其中path是文件名，mod用於指定文件打開的模式的字符串，好比"r","w","w+","a"等等，能夠加上字母b用以指定以二進制模式打開（對於 unix系統，只有一種文件類型，所以沒有區別）,若是成功打開，返回一個FILE文件指針，若是失敗返回NULL,這裏的文件指針並非指向實際的文件，而是一個關於文件信息的數據包，其中包括文件使用的緩衝區信息。

文件IO使用open函數用於打開一個文件：

int fd=open(char *name,int how);

與fopen相似，name表示文件名字符串，而how指定打開的模式：O_RDONLY(只讀),O_WRONLY(只寫）,O_RDWR （可讀可寫),還有其餘模式請man 2 open。成功返回一個正整數稱爲文件描述符，這與標準I/O顯著不一樣，失敗的話返回-1，與標準I/O返回NULL也是不一樣的。

2.fclose與close

與打開文件相對的，標準I/O使用fclose關閉文件，將文件指針傳入便可，若是成功關閉，返回0，不然返回EOF
好比：

if(fclose(fp)!=0) 
            printf("Error in closing file");

而文件IO使用close用於關閉open打開的文件，與fclose相似，只不過當錯誤發生時返回的是-1，而不是EOF，成功關閉一樣是返回0。C語言用error code來進行錯誤處理的傳統作法。 note:失敗時，文件I/O傾向於返回-1。而標準I/O返回的一般是NULL或EOF一類的宏定義或常量。

3. 讀文件，getc,gets,fscanf,fgets和read

標 準I/O中進行文件讀取可使用getc，一個字符一個字符的讀取，也可使用gets（讀取標準io讀入的）、fgets以字符串單位進行讀取（讀到遇到的第一個換行字符的後面），gets（接受一個參數，文件指針）不判斷目標數組是否可以容納讀入的字符，可能致使存儲溢出(不建議使用），而fgets使用三個參數：
char * fgets(char *s, int size, FILE *stream);

第一個參數和gets同樣，用於存儲輸入的地址，第二個參數爲整數，表示輸入字符串的最大長度，最後一個參數就是文件指針，指向要讀取的文件。最後是fscanf，與scanf相似，只不過增長了一個參數用於指定操做的文件，好比fscanf(fp,"%s",words)
note:感受fopen/fclose這兩個函數做爲標準I/O的操做函數，而close/open做爲文件I/O操做函數很奇怪。

文件IO中使用read函數用於讀取open函數打開的文件，函數原型以下：

ssize_t numread=read(int fd,void *buf,size_t qty);

其中fd就是open返回的文件描述符，buf用於存儲數據的目的緩衝區，而qty指定要讀取的字節數。若是成功讀取，就返回讀取的字節數目（小於等於qty）

4. 判斷文件結尾

若是嘗試讀取達到文件結尾，標準IO的getc會返回特殊值EOF，而fgets碰到EOF會返回NULL,而對於unix的read函數，狀況有所不 同。read讀取qty指定的字節數，最終讀取的數據可能沒有你所要求的那麼多（qty），而當讀到結尾再要讀的話，read函數將返回0.

ASK:若是沒有讀到文件尾時，會返回什麼？？？？？

5. 寫文件：putc,fputs,fprintf和write

與讀文件相對應的，標準C語言I/O使用putc寫入字符，好比：

putc(ch,fp);

第一個參數是字符，第二個是文件指針。而fputs與此相似：

fputs(buf,fp);

僅僅是第一個參數換成了字符串地址。而fprintf與printf相似，增長了一個參數用於指定寫入的文件，好比：

fprintf(stdout,"Hello %s.\n","dennis");

切記fscanf和fprintf將FILE指針做爲第一個參數，而putc,fputs則是做爲第二個參數。

在文件IO中提供write函數用於寫入文件，原型與read相似：

ssize_t result=write(int fd,void *buf ,size_t amt);

fd是文件描述符，buf是將要寫入的內存數據，amt是要寫的字節數。若是寫入成功返回寫入的字節數，經過result與amt的比較能夠判斷是否寫入正常，若是寫入失敗返回-1

6. 隨機存取：fseek()、ftell()和lseek()

標準I/O使用fseek和ftell用於文件的隨機存取，先看看fseek函數原型。

區別：標準I/O、標準輸入流、標準輸出流。

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

第一個參數是文件指針，第二個參數是一個long類型的偏移量（offset），表示從起始點開始移動的距離。第三個參數就是用於指定起始點的模式，stdio.h指定了下列模式常量：

SEEK_SET            文件開始處
SEEK_CUR            當前位置
SEEK_END            文件結尾處

看幾個調用例子：
        fseek(fp,0L,SEEK_SET); //找到文件的開始處
        fseek(fp,0L,SEEK_END); //定位到文件結尾處
        fseek(fp,2L,SEEK_CUR); //文件當前位置向前移動2個字節數

而ftell函數用於返回文件的當前位置，返回類型是一個long類型，好比下面的調用：

fseek(fp,0L,SEEK_END);//定位到結尾
        long last=ftell(fp); //返回當前位置

那麼此時的last就是文件指針fp指向的文件的字節數。

與標準I/O相似，unix系統提供了lseek來完成fseek的功能，原型以下：

off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence);

fildes是文件描述符，而offset也是偏移量，whence一樣是指定起始點模式，惟一的不一樣是lseek有返回值(???難道fseek沒有返回值嗎？？），若是成功就返回指針變化前的位置，不然返回-1。whence的取值與fseek相同：SEEK_SET,SEEK_CUR,SEEK_END，但也能夠用整數 0,1,2相應代替。