Linux I/O总结

#include <stdio.h>

#include <wchar.h>

int fwide(FILE* fp, int mode);

返回值：流为宽定向，返回正值；流为字节定向，返回负值；流为定向，返回0

说明：

fwide不改变已定向的流的定向。

mode > 0，则fwide试图将流设置为宽定向；

mode < 0，则fwide试图将流设置为字节定向；

mode = 0，则fwide不设置流的定向，而是返回标识当前流定向的值。

FILE* freopen(const char* restrict pathname, const char* restrict type, FILE* restrict fp);

说明：

在指定的流上打开一个指定的文件，如果该流已经打开，则先关闭该流；若该流已经定向，则清除该定向。该函数常用于将一个指定的文件打开为一个预定义的流：标准输入、标准输出、标准错误

类型

说明

全缓冲

在填满整个缓冲区后才进行实际的I/O操作。可以调用fflush函数将缓冲区的数据写入磁盘中。

行缓冲

当在输入和输出中遇到换行符或者缓冲区已满时，执行实际的I/O操作。

无缓冲

标准I/O不对字符进行缓冲存储。标准错误流stderr通常不带缓冲区，这就使得可以尽快显示出错信息。

#include <stdio.h>

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

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

返回值：成功，0；失败，-1

说明：

setbuf用于打开或关闭流缓冲机制，参数buf指向一个长度为BUFSIZ（该常量在<stdio.h>中定义）的缓冲区；如果要关闭缓冲，则将buf设置为NULL即可。

setvbuf用于精确地设置所需的缓冲类型，mode取值如下：_IOFBF(全缓冲)/_IOLBF(行缓冲)/_IONBF(无缓冲)；如果指定了mode为带缓冲类型，而buf却为NULL，则系统会自动分配BUFSIZ个字节的缓冲区。

int fflush(FILE* fp);

说明：

强制冲刷一个流到磁盘中。如果fp为NULL，则系统中的所有输出流将被冲刷。

#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);

说明：

fopen打开指定路径pathname的文件；freopen用于将一个指定文件打开为一个预定义的流：标准输入、标准输出、标准错误；fdopen根据fd返回一个打开的流，常用于由创建管道和网络通信函数返回的描述符。

type参数指定了对该I/O流的读写方式。

类型

说明

每次处理一个字符

#include <stdio.h>

int getc(FILE* fp);

int fgetc(FILE* fp);

int getchar(void);

返回值：成功，返回下一个字符；失败或到达文件尾端，返回EOF

说明：

getchar等价于getc(stdin)。

getc可以被实现为宏，而fgetc一定是个函数，因此fgetc调用的时间通常长于getc。

为了区分引起EOF的原因是到达文件尾端还是读入失败，引入如下三个函数：

int ferror(FILE* fp);

int feof(FILE* fp);

void clearerr(FILE* fp);

返回值：条件为真，非0；否则，0

说明：

每个流在FILE对象中维护了两个标志：出错标志、文件结束标志，调用clearerr可以清除这两个标志。

有时在读一个输入流时，我们需要先查看下一个字符是否是需要读入的字符，此时需要利用ungetc函数将字符压回输入流中：

int ungetc(int c, FILE* fp);

返回值：成功，返回c；失败，EOF

说明：

用ungetc压回字符，并非将其写到底层文件或设备中，只是将其写回标准I/O的缓冲区中。

int putc(int c, FILE* fp);

int fputc(int c, FILE* fp);

int putchar(int c);

返回值：成功，返回c；失败，EOF

说明：

putchar(c)等价于putc(c, stdout)。

putc可被实现为宏，而fputc只能是一个函数。

每次处理一行

#include <stdio.h>

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

char* gets(char* buf);

返回值：成功，返回buf；失败，返回NULL

说明：

gets从标准输入读，fgets从指定的文件读。

每次读取直至遇到换行符或者达到缓冲区长度n（由于缓冲区以null字节结尾，有效长度实则是n - 1），如果fgets读取的行超过n – 1个字节，那么返回前n – 1个字节，对fgets的下一次调用将继续读取该行其余部分。

gets由于不能指定缓冲区长度n，因此在最新的ISO C中已被忽略，因此不推荐使用gets函数。

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

int puts(const char* str);

返回值：成功，返回非负值；失败，返回EOF

说明：

fputs将一个以null字节终止的字符串写到指定的流中，null终止符不写出。

虽然，puts并没有太大的安全隐患，但还是避免使用它，因为puts每次写出数据后还附加写出一个换行符。

直接I/O或二进制I/O

比如我们需要一次读写一个完整的结构，如果使用getc/putc，那么必须循环遍历整个结构，每次处理一个字节，非常麻烦；如果使用fgets/fputs，那么由于其遇到null字节就停止了，而在结构中可能含有null字节，因此也不能很好地工作。因此，提供了如下两个函数：

#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);

返回值：成功读写的结构个数

例如：将data数组的第2~5个元素(一共4个)写至一个文件上：

float data[10];

if(fwrite(&data[2], sizeof(float), 4, fp) != 4)

    printf(“fwrite error”);

#include <stdio.h>

long ftell(FILE* fp);

offset ftello(FILE* fp);

返回值：成功，返回文件当前位置；失败，返回-1L

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

int fseeko(FILE* fp, off_t offset, int whence);

返回值：成功，0；失败，-1

说明：

whence取值如下：SEEK_SET/SEEK_CUR/SEEK_END。

fseek和fseeko唯一的区别是offset的类型不同。

void rewind(FILE* fp)将一个流设置到文件的起始位置。

int fgetpos(FILE* restrict fp, fpos_t* restrict pos);

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

返回值：成功，0；失败，-1

说明：

fgetpos将当前文件指针存入pos中；fsetpos将pos的值设为当前文件位置。

格式化输出：

#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, ...);

返回值：成功，返回写入的字符数；失败，返回负值

说明：

printf写到标准输出，fprintf写到文件，dprintf写到文件描述符，sprintf写到buf中，但是可能会溢出，snprintf也写到buf中，但是由于指定了缓冲区长度n，可能截断但不会溢出。

格式化输入：

#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, ...);

flags

说明

‘

将整数按千位分组输出

-

左对齐输出

+

显示带符号转换的正负号

空格

如果第一个字符不是正负号，则用空格代替

#

指定转换格式，例如0x前缀

0

用0而非空格进行填充

d、i

有符号十进制

o

无符号八进制

u

无符号十进制

x、X

无符号十六进制

f、F

双精度浮点数

e、E

指数格式双精度浮点数

g、G

根据转换后的值解释为f、F、e、E

a、A

十六进制指数格式双精度浮点数

c

字符

s

字符串

C

宽字符

S

宽字符串

%

%本身

p

void*指针

#inlcude <stdio.h>

char* tmpnam(char* ptr);

FILE* tmpfile(void);

说明：

tmpnam产生一个与现有文件名不同的临时文件名，每次调用时，都产生一个不同的临时文件名。最多的调用次数为TMP_MAX（定义在<stdio.h>中）。若ptr为NULL，则所产生的临时文件名存放在一个静态区中，指向该静态区的指针作为函数值返回；如果ptr不为NULL，则其指向长度大于等于L_tmpnam个字符的数组，所产生的临时文件名存放在该数组中，ptr作为函数值返回。

tmpfile创建一个临时的二进制文件（wb+），在关闭文件或程序结束时自动删除该文件。

#include <stdlib.h>

char* mkdtemp(char* template);

int mkstemp(char* template);

说明：

mkdtemp创建一个目录，返回指向目录名的指针；mkstemp创建一个文件，返回文件描述符。

template的后六位设置为XXXXXX。函数将这些占位符替换成不同的字符来构建一个唯一的名称。

#include <stdio.h>

FILE* fmemopen(void* restrict buf, size_t size, const char* restrict type);

返回值：成功，返回流指针；失败，返回NULL

说明：

fmemopen函数允许调用者指定自己的缓冲区用于内存流。buf指向缓冲区的开始位置，size指定了缓冲区的大小，type参数控制流的使用方式：r/rb/w/wb/a/ab/r+/r+b/rb+/w+/w+b/wb+/a+/a+b/ab+

注意点：

（1）以追加方式打开内存流时，当前文件位置设为缓冲区中的第一个null字节；如果缓冲区中不存在null字节，则当前文件位置设为缓冲区结尾的后一个字节。

（2）以其他方式打开内存流时，当前文件位置设为缓冲区的开始位置。

（3）如果buf为null，则打开内存流没有任何意义。

（4）增加流缓冲区中的数据或者调用fclose、fflush、fseek、fseeko、fsetpos时都会在当前位置写入一个null字节。

#include <stdio.h>

FILE* open_menstream(char** bufp, size_t* sizep);

#include <wchar.h>

FILE* open_wmemstream(wchar_t** bufp, size_t sizep);

返回值：成功，返回流指针；失败，返回NULL

说明：

open_memstream函数创建的流是面向字节的，其与fmemopen的区别如下：

创建的流只能写打开；

不能指定自己的缓冲区，可以通过bufp和sizep访问缓冲区地址和大小；

关闭流后需要自行释放缓冲区；

对流添加字节会增加缓冲区的大小。