标准IO与文件IO

标准IO通过缓冲机制减少系统调用，实现更高的效率

        全缓冲：当流的缓冲区无数据或无空间时才执行实际IO操作

        行缓冲：当在输入和输出中遇到换行符（'\n'）时，进行IO操作

                当流和一个终端关联时，典型的行缓冲

        无缓冲：数据直接写入文件，流不进行缓冲

标准IO：stdin、stdout、stderr

         其中stdin和stdout默认行缓冲

缓冲区大小是1024个字节

文件的打开和关闭

打开

FILE *fopen(const char *path, const char *mode)

成功时返回流指针；出错时返回NULL

文件打开的模式（非常重要）

“r” 或 “rb”	以只读方式打开文件，文件必须存在。
“r+” 或 ”r+b”	以读写方式打开文件，文件必须存在。
“w” 或 “wb”	以只写方式打开文件，若文件存在则文件长度清为0。若文件不存在则创建。
“w+” 或 “w+b”	以读写方式打开文件，其他同”w”。
“a” 或 “ab”	以只写方式打开文件，若文件不存在则创建；向文件写入的数 据被追加到文件末尾。
“a+” 或 “a+b”	以读写方式打开文件。其他同”a”

打开的程序

     perror 库函数    头文件stdio.h

     strerror 库函数  头文件 errno.h  string.h

   perror和strerror 功能：打印系统的错误描述（注意：是系统错误，不是你自己代码错误）

 关闭

函数原型：int fclose(FILE *stream)

1. fclose()调用成功返回0，失败返回EOF（-1），并设置errno
2. 流关闭时自动刷新缓冲中的数据并释放缓冲区，比如：常规文件把缓冲区内容写入磁盘
3. 当一个程序正常终止时，所有打开的流都会被关闭
4. fclose()函数的入参stream必须保证为非空，否则出现段错误。

标准IO的字符输入和输出 

按字符输入

 int  fgetc(FILE *stream);

 int  getc(FILE *stream);   //宏

 int  getchar(void);   //只能读取标准输入的内容

成功时返回读取的字符；若到文件末尾或出错时返回EOF（-1），

getchar()等同于fgetc(stdin)

getc和fgetc区别是一个是宏一个是函数

注意事项：

1函数返回值是int类型不是char类型，主要是为了扩展返回值的范围。

2 stdin 也是FILE *的指针，是系统定义好的,指向的是标准输入（键盘输入）

3 打开文件后读取，是从文件开头开始读。读完一个后读写指针会后移。读写注意文件位置！

4 调用getchar会阻塞，等待你的键盘输入

  

 如下图所示，打开文件后读取，是从文件开头开始读。读完一个后读写指针会后移。读写注意文件位置！

若想要两次fgetc读取同样内容，就重新打开文件 

按字符输出

int  fputc(int c, FILE *stream);

int  putc(int c, FILE *stream);

int  putchar(int c);

成功时返回写入的字符；出错时返回EOF

putchar(c)等同于fputc(c, stdout)

注意事项：

1返回和输入参数都是int类型

2遇到这种错误：Bad file descriptor，  很可能是文件打开的模式错误（只读模式去写，只写模式去读）

int  fputc(int c, FILE *stream);

int  putc(int c, FILE *stream);

int  putchar(int c);

成功时返回写入的字符；出错时返回EOF

putchar(c)等同于fputc(c, stdout)

注意事项：

1返回和输入参数都是int类型

2遇到这种错误：Bad file descriptor，  很可能是文件打开的模式错误（只读模式去写，只写模式去读）

 行输入（读取整个行）

char  *gets(char *s);  读取标准输入到缓冲区s

char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

成功时返回s，到文件末尾或出错时返回NULL

遇到’\n’或已输入size-1个字符时返回，总是包含’\0’

注意事项：

1 gets函数已经被淘汰，因为会导致缓冲区溢出

2 fgets 函数第二个参数，输入的数据超出size，size-1个字符会保存到缓冲区，最后添加’\0’，如果输入数据少于size-1 后面会添加换行符。

 

行输出（写整行）

int  puts(const char *s);

int fputs(const char *s,  FILE *stream);

成功时返回非负整数；出错时返回EOF

puts将缓冲区s中的字符串输出到stdout，并追加’\n’

fputs将缓冲区s中的字符串输出到stream,不追加  ‘\n’

二进制读写

文本文件和二进制的区别：

存储的格式不同：文本文件只能存储文本。

计算机内码概念：文本符号在计算机内部的编码（计算机内部只能存储数字0101001....,所以所有符号都要编码）

二进制读写函数格式：

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *fp);//读取fp中内容到ptr中

void *ptr  读取内容放的位置指针

size_t size 读取的块大小

size_t n 读取的个数

  FILE *fp  读取的文件指针

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *fp);//从ptr中写入到fp中

void *ptr  写文件的内容的位置指针

size_t size 写的块大小

size_t n 写的个数

  FILE *fp  要写的文件指针

注意事项：

文件写完后，文件指针指向文件末尾，如果这时候读，读不出来内容。

解决办法：移动指针（后面讲解）到文件头；关闭文件，重新打开

 

 此时发现并不对，读取stu2是错误的，原因就是上面说的要注意指针的变化

流刷新定位

 int fflush(FILE *fp);

成功时返回0；出错时返回EOF

将流缓冲区中的数据写入实际的文件

Linux下只能刷新输出缓冲区,输入缓冲区丢弃

如果输出到屏幕使用fflush(stdout)

下图这个程序1.txt不会有内容，因为都在缓冲区中。此时需要加入fflush

 

流的定位：

long ftell(FILE *stream);//成功时返回流的当前读写位置，出错时返回EOF

long fseek(FILE *stream, long offset,  int whence);//定位一个流，成功返回0，出错EOF

void rewind(FILE *stream);

fseek 参数whence参数：SEEK_SET/SEEK_CUR/SEEK_END

SEEK_SET：从距文件开头 offset 位移量为新的读写位置

SEEK_CUR：以目前的读写位置往后增加 offset 个位移量

SEEK_END：将读写位置指向文件尾后再增加 offset 个位移量

offset参数：偏移量，可正可负

注意事项：

1.文件的打开使用a模式 fseek无效

2.rewind(fp) 相当于 fseek(fp,0,SEEK_SET);

3.这三个函数只适用2G以下的文件

下面程序是抹去ef

格式化输入输出

格式化输出

int fprintf(FILE *stream, const char *fmt, …);

int sprintf(char *s, const char *fmt, …);

成功时返回输出的字符个数；出错时返回EOF

格式化输入

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

重点掌握sprintf 和sscanf

标准IO练习

标准IO练习

time()用来获取系统时间(秒数)

time_t time(time_t *seconds) 1970.1.1 0:0:0

localtime()将系统时间转换成本地时间

struct tm *localtime(const time_t *timer)

struct tm {

   int tm_sec;         /* 秒，范围从 0 到 59                */

   int tm_min;         /* 分，范围从 0 到 59                */

   int tm_hour;        /* 小时，范围从 0 到 23                */

   int tm_mday;        /* 一月中的第几天，范围从 1 到 31                    */

   int tm_mon;         /* 月份，范围从 0 到 11                */

   int tm_year;        /* 自 1900 起的年数                */

   int tm_wday;         /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6                */

   int tm_yday;        /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365                    */

   int tm_isdst;       /* 夏令时                        */   

};

注意：

   int tm_mon;        获取的值要加1是正确的月份

   int tm_year;        获取的值加1900是正确的年份

获取文件内的所有行数量：

   while(fgets(buf,32,fp)!=NULL){

          if(buf[strlen(buf)-1] =='\n'){  //注意判断是否一行太长，没有读完

               linecount++;

          }

}

写完文件记得fflush ，写到磁盘里面去。

标准IO磁盘文件的缓冲区一般为4096

注意和标准输出的全缓冲区别，标准输出是1024

获取文件内的所有行数量：

   while(fgets(buf,32,fp)!=NULL){

          if(buf[strlen(buf)-1] =='\n'){  //注意判断是否一行太长，没有读完

               linecount++;

          }

}

文件IO

文件IO的概念：

什么是文件IO，又称系统IO，系统调用

是操作系统提供的API接口函数。

POSIX接口 （了解）

注意：文件IO不提供缓冲机制

文件IO的API

open  close read read

文件描述符概念：

英文：缩写fd（file descriptor）

是0-1023的数字，表示文件。

0, 1, 2 的含义 标准输入，标准输出，错误

open

int open(const char *pathname, int flags);   不创建文件

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);  创建文件，不能创建设备文件

成功时返回文件描述符；出错时返回EOF

文件IO和标准的模式对应关系：

r                                O_RDONLY

r+                              O_RDWR

w                               O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0664

w+                             O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0664

a                                O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0664

a+                              O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND, 0664

umask概念：

umask 用来设定文件或目录的初始权限

 文件或目录的初始权限 = 文件或目录的最大默认权限 - umask

 close

int close（int fd）

关闭后文件描述符不能代表文件

 

文件IO的读写和定位

 

容易出错点：

求字符串长度使用sizeof，对二进制数据使用strlen

printf 的字符最后没有’\0’

 注意看下图write使用的是sizeof，此处应该用strlen（遇\0结束）

 

修改后打印

 此时上图buf2中无内容，因为此时文件指针在尾部。此时先关闭再打开，当然也可以使用lseek

输出如图所示

文件定位 

 

 

目录操作和文件属性获取

目录读取

打开目录

#include  <dirent.h>

 DIR  *opendir(const char *name);

 DIR *fdopendir(int fd);  使用文件描述符，要配合open函数使用

DIR是用来描述一个打开的目录文件的结构体类型

成功时返回目录流指针；出错时返回NULL

读取目录

#include  <dirent.h>

 struct  dirent *readdir(DIR *dirp);

struct dirent是用来描述目录流中一个目录项的结构体类型

包含成员char  d_name[256]   参考帮助文档

成功时返回目录流dirp中下一个目录项；

出错或到末尾时时返回NULL

关闭目录

closedir函数用来关闭一个目录文件:

 #include  <dirent.h>

 int closedir(DIR *dirp);

成功时返回0；出错时返回EOF

代码：遍历目录读取，其中.和..代表当前目录和上一级目录

文件属性获取

修改文件权限

chmod/fchmod函数用来修改文件的访问权限:

 #include  <sys/stat.h>

 int  chmod(const char *path, mode_t mode);

 int  fchmod(int fd, mode_t mode);

成功时返回0；出错时返回EOF

注意：在vmware和windows共享的文件夹下，有些权限不能改变。

获取文件属性

#include  <sys/stat.h>

 int  stat(const char *path, struct stat *buf);

 int  lstat(const char *path, struct stat *buf);

 int  fstat(int fd, struct stat *buf);//同stat，不过传的是文件描述符

成功时返回0；出错时返回EOF

如果path是符号链接，stat获取的是目标文件的属性；而lstat获取的是链接文件的属性

 代码：（ls -l实现）