文件I/O编程之： 标准I/O编程
6.5标准I/O编程
本章前面几节所述的文件及I/O读写都是基于文件描述符的。这些都是基本的I/O控制，是不带缓存的。而本节所要讨论的I/O操作都是基于流缓冲的，它是符合ANSIC的标准I/O处理，这里有很多函数读者已经非常熟悉了（如printf()、scantf()函数等），因此本节中仅简要介绍最主要的函数。
前面讲述的系统调用是操作系统直接提供的函数接口。因为运行系统调用时，Linux必须从用户态切换到内核态，执行相应的请求，然后再返回到用户态，所以应该尽量减少系统调用的次数，从而提高程序的效率。
标准I/O提供流缓冲的目的是尽可能减少使用read()和write()等系统调用的数量。标准I/O提供了3种类型的缓冲存储。
n 全缓冲：在这种情况下，当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。存放在磁盘上的文件通常是由标准I/O库实施全缓冲的。在一个流上执行第一次I/O操作时，通常调用malloc()就是使用全缓冲。
n 行缓冲：在这种情况下，当在输入和输出中遇到行结束符时，标准I/O库执行I/O操作。这允许我们一次输出一个字符（如fputc()函数），但只有写了一行之后才进行实际I/O操作。标准输入和标准输出就是使用行缓冲的典型例子。
n 不带缓冲：标准I/O库不对字符进行缓冲。如果用标准I/O函数写若干字符到不带缓冲的流中，则相当于用系统调用write()函数将这些字符全写到被打开的文件上。标准出错stderr通常是不带缓存的，这就使得出错信息可以尽快显示出来，而不管它们是否含有一个行结束符。
在下面讨论具体函数时，请读者注意区分以上的三种不同情况。
6.5.1基本操作
1．打开文件
（1）函数说明。
打开文件有三个标准函数，分别为：fopen()、fdopen()和freopen()。它们可以以不同的模式打开，但都返回一个指向FILE的指针，该指针指向对应的I/O流。此后，对文件的读写都是通过这个FILE指针来进行。其中fopen()可以指定打开文件的路径和模式，fdopen()可以指定打开的文件描述符和模式，而freopen()除可指定打开的文件、模式外，还可指定特定的I/O流。
（2）函数格式定义。
fopen()函数格式如表6.14所示。
表6.14 fopen()函数语法要点
所需头文件 | #includestdio.h> |
函数原型 | FILE*fopen(constchar*path,constchar*mode) |
函数传入值 | Path：包含要打开的文件路径及文件名 |
mode：文件打开状态（后面会具体说明） | |
函数返回值 | 成功：指向FILE的指针 |
其中，mode类似于open()函数中的flag，可以定义打开文件的访问权限等，表6.15说明了fopen()中mode的各种取值。
表6.15 mode取值说明
r或rb | 打开只读文件，该文件必须存在 |
r＋或r＋b | 打开可读写的文件，该文件必须存在 |
W或wb | 打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即会擦写文件以前的内容。若文件不存在则建立该文件 |
w+或w＋b | 打开可读写文件，若文件存在则文件长度清为0，即会擦写文件以前的内容。若文件不存在则建立该文件 |
a或ab | 以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件；如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留 |
a+或a＋b | 以附加方式打开可读写的文件。若文件不存在，则会建立该文件；如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾后，即文件原先的内容会被保留 |
注意在每个选项中加入b字符用来告诉函数库打开的文件为二进制文件，而非纯文本文件。不过在Linux系统中会自动识别不同类型的文件而将此符号忽略。
fdopen()函数格式如表6.16所示。
表6.16 fdopen()函数语法要点
所需头文件 | #includestdio.h> |
函数原型 | FILE*fdopen(intfd,constchar*mode) |
函数传入值 | fd：要打开的文件描述符 |
mode：文件打开状态（后面会具体说明） | |
函数返回值 | 成功：指向FILE的指针 |
freopen()函数格式如表6.17所示。
表6.17 freopen()函数语法要点
所需头文件 | #includestdio.h> |
函数原型 | FILE*freopen(constchar*path,constchar*mode,FILE*stream) |
函数传入值 | path：包含要打开的文件路径及文件名 |
mode：文件打开状态（后面会具体说明） | |
stream：已打开的文件指针 | |
函数返回值 | 成功：指向FILE的指针 |
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