APUE学习笔记——5.5~5.7数据流的打开与读写

女爷i 2022-08-11 10:28 157阅读 0赞

# 1.open #

#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);
                                        --All three return: file pointer if OK,NULLon error

fopen：用于打开一个特定的文件

freopen：在特定的流上打开特定的文件，主要用于实现重定向功能。如果流已经被打开，则先关闭它，如果流已经被含有定向设置，则清除它，重新进行设置。经常用在标准输入流、标准输出流、标准错误流的操作。（eg：标准输出重定向到一个文件）

fdopen：使打开的文件描述符与标准I/O流向结合。这里的文件描述符可能来自open、dup、dup2、pipe、fcntl等。很多文件只能由网络通信或者创建管道获得的文件描述符，无法直接使用fopen函数。这些特殊的文件打开后就需要与标准I/O流向结合，因此需要fdopen函数。

关于type的取值如Figure5.2所示

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## example： ##

**关于freopen**

#include<stdio.h>
    int
    main()
    {
            /*redirect standard output to file test.out*/
            if(freopen("./test.out","w",stdout)==NULL)
                    fprintf(stderr,"errorredirectingstdout\n");
            /*this output will go to a file test.out*/
            printf("Hello World\n");
            /*close the standard output stream*/
            fclose(stdout);
            return 0;
    }

printf函数的输出   Hello World会被重定向到test.out中，而不是直接在终端显示。

**关于fdopen**

#include<stdio.h>
    int
    main()
    {
            FILE *fp = fdopen(0,"w+");
            fprintf(fp,"%s\n", "Hello world!");
            fp =fdopen(1,"w+");
            fprintf(fp,"%s\n","Hello world!");
            fclose(fp);
    }

输出

Hello world！

首先将标准输入流与标准I/O流的"w+"结合，这样就可以用fprintf对标准输入流写入数据Hello world！

然后将 标准输出流与标准I/O流的"w+"结合， 这样就可以用fprintf对标准输出流写入数据Hello world！（在此之前，标准输入流的数据Hello world会被先刷新输出。）

# 2.read and write #

非格式化的数据读写操作可以分为三种类型（这里的非格式化是针对scanf和printf系这样的格式化读写而言）

~一次一个字符

~一次一行 字符

~直接I/O：

**Input function：**

#include <stdio.h>
    int getc(FILE *fp);
    int fgetc(FILE *fp);
    int getchar(void);
                            All three return: next character if OK,EOFon end of file or error

getchar()相当于fp为标准输入的getc，也就是getc()（stdin）

getc和fgetc的区别在于fgetc()一定是一个函数，而getc()则一般被实现为一个宏，也就是说getc的定义可能是这样的：

#define getc(_fp) _IO_getc (_fp)

因为getc是一个宏，那么我们就不能使用带副作用的表达式作为它的参数，比如++i。设想如果我们使用++i作为参数，结果将如何。编译器会把函数中所有的\_fp替换成++i，这样++i在函数中就可能被调用多次，也就是发生了多次的自加，结果显然不是我们需要的。

宏的优点在于效率，函数调用需要花费时间。

这三个函数在返回下一个字符时，都会将它从unsigned char 转化为 int。之所以制定为unsigned 是为了防止在高位为1时变成负数。

**输入判断**

#include <stdio.h>
    int ferror(FILE *fp);
    int feof(FILE *fp);
                         Both return: nonzero(true) if condition is true, 0 (false) otherwise
    void clearerr(FILE *fp);

一般来说，每个流都包含两个标志：

•Anerror flag

•Anend-of-file flag

调用 clearerr可以将他们清除

#include <stdio.h>
    int ungetc(intc,FILE *fp);
                     Returns:cif OK,EOFon error

从流中读取数据后， ungetc 可以将char再push back回去

ungetc将一个字节退回输入流，如果该字节没有被读出来，则不能再将其它字节pushback到输入流中。

**Output function**

#include <stdio.h>
    int putc(intc,FILE *fp);
    int fputc(intc,FILE *fp);
    int putchar(intc);
                                                All three return:cif OK,EOFon error

关键点与Input function类似。

# 行缓冲 Line-at-a-Time I/O #

**Input**

#include <stdio.h>
    char *fgets(char *restrict buf,int n,FILE *restrict fp);
    char *gets(char *buf);
                                Both return:buf if OK,NULL on end of file or error

fgets表示从流fp中读取n字节数据到buf中。buf中的最后一个字符为null。在读数据的时候，换行符也会被读入。因此，fgets读取的数据应该<=n-1.（包括换行符）。     也就是我们如果在输入流中输入Hello然后回车结束，且n不小于7，那么buf中的数据就是

“Hello”+回车符+空字符。

gets()不应该被使用。因为他没有指明buf的上限，因此可以无限读取。程序员需要确保buffer足够大，以便执行读操作是不会溢出。如果数据超过buffer的大小，那么就会有数据被覆盖，导致读取的数据出错。因此，gets()函数仅供娱乐。

当输入的line比n-1大时，那么只有n-1个字符被读取，其它的字符等待其它fgets读：

example：

#include<stdio.h>
    #define BUFFSIZE 4096
    int
    main()
    {
            char buf[BUFFSIZE];
            fgets(buf,5,stdin);
            puts(buf);
            fgets(buf,10,stdin);
            puts(buf);
            return 0;
    }
    ~

运行结果：

windeal@ubuntu:~/Windeal/apue$ ./exe

Hello world!

Hell

o world!

Output

#include <stdio.h>
    int fputs(const char *restrict str,FILE *restrict fp);
    int puts(const char *str);
                                      Both return: non-negative value if OK,EOFon error

fputs就是输出str中的字符。

puts()虽然不会像gets那么不安全，但是一般也不使用，因为它会在字节流后加入换行符，给我们一些情况造成困扰。

# **二进制文件读写** #

二进制I/O，通常用来一次性读写结构化的数据块。（因为有时候我们要读写的数据中包含换行符或者Null字符，无法使用fgets或fputs，而使用getc和putc又需要花费太多的实效，效率太低，因此需要二进制I/O）

函数原型：

#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);
                                                  Both return: number of objects read or written

参数：  
   （1）ptr：是一个指针，对fread来说，它是读入数据的存放地址。对fwrite来说，是要输出数据的地址。  
   （2）size：要读写的字节数；  
   （3）nobj:要进行读写多少个size字节的数据项；  
   （4）fp:文件型指针。

Example

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

将data\[2\]到data\[5\]的数据写入fp的文件

struct {
    short  count;
    long  total;
    char  name[NAMESIZE];
    }item;
    if (fwrite(&item, sizeof(item), 1, fp) != 1)
    err_sys("fwrite error");
    Here, we specifysizeas the size of structur

将一个item对象的数据写入fp

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[Image 1]: