IO进程学习笔记

man手册

1. 普通命令。
2. 系统调用的函数。
3. 库函数。
4. 特殊文件。
5. 文件格式。
6. 游戏。
7. 附加的一些变量

IO介绍

I：input 输入

O：output 输出

对文件的输入和输出 输入-》写文件，将文件中的内容写到内存中去

输出-》读文件，将内存中的内容读取到文件中

linux下一切皆文件

文件类型（bcd-lsp）

1. b：块设备文件
2. c：字符设备文件
3. d：目录文件
4. -：普通文件
5. l：链接文件
6. s：套接字文件
7. p：管道文件

标准IO和文件IO

文件IO

内核向上提供的输出输出函数接口，叫做系统调用函数接口。基于内核，内核不同，系统调用函数接口不同，文件IO不同操作系统函数接口不通用。可移植性较差。

标准IO

标准IO是C库中定义的一组用于输入输出的函数接口。不同的操作系统只要移植了C库就可以使用，它是在系统调用之前做了一个二次封装，相当于是间接的进行了系统调用。可移植性强，可以在不同的系统环境下进行使用。

标准IO的调用逻辑

标准IO读写
if（是linux操作系统）
{
    调用的就是linux的内核函数接口（文件IO）
}
if（是windows操作系统）
{
    调用的就是windows的内核函数接口（文件IO）
}
if（是macos操作系统）
{
    调用的就macos的内核函数接口（文件IO）
}

标准IO在系统调用之前作了二次封装增加了缓存机制，减少了系统调用的次数，提高了程序的效率。

正常的系统调用

应用层读写文件-》调用内核层的函数接口-》与硬件进行交互-》拿到数据返回给应用层-》每次读写重复

带有缓存机制

应用层读写文件-》调用内核层的函数接口-》与硬件进行交互-》拿到数据返回给应用层的缓存区-》每次读写从缓存区读取

标准IO

标准IO的特点

1. 标准IO是c库中提供的一组专门用于输入输出的函数接口
2. 标准IO由ANSI C标准定义，不仅能在Unix操作系统上，在很多的操作系统上都实现了标准IO
3. 标准IO通过缓存机制·减少系统调用的次数，提高效率
4. 标准IO围绕流进行操作（stream），在标准IO中，流用FILE *来描述。
5. 标准IO默认打开三个流：标准输入（stdin），标准输出（stdout），标准出错（stderr）。

流

定义

所有的I/O操作仅是简单的从程序移进或者移出，这种字节流，就称为流。

分类：

文本流/二进制流。

流指针FILE *

FILE* 是一个指向 FILE 结构体的指针，这个结构体由标准库定义，用于表示一个打开的文件或输入/输出流。

查看结构体：vi -t FILE

输入1

追：ctrl + ]

_IO_buf_end:缓存区的结束地址

_IO_buf_base:缓存区的起始地址

缓存区的分类

1. 全缓存：基于文件

刷新全缓存:

1.程序正常退出

遇到return (main)

exit退出进程

关闭fclose流指针

2.fflush强制刷新缓存

3.缓存区满

2.行缓存 -->基于终端:stdin\stdout

刷新缓存区:

1.程序正常退出

遇到return (main)

exit退出进程

关闭fclose流指针

2.fflush强制刷新缓存

3.缓存区满

4.\n刷新

1. .不缓存: stderr

注意：缓存区只有在使用的时候才会开辟。

示例

非正常结束不刷新

\n刷新

缓存区满

fflush：强制刷新

#include <stdio.h>
int fflush(FILE *stream);
功能：刷新缓存区
参数：
    stream:流  (NULL:刷新所有流)
返回值：成功0
  失败EOF(-1)，更新errno。
用法：fflush（NULL）；

标准IO的函数接口

1. 打开文件：fopen
2. 关闭文件：fclose
3.读/写单个字符：fgetc fputc
4. 读/写一串字符串：fgets fputs
5. 读/写一个二进制文件:fread fwrite
6. 移动指针：fseek

fopen（打开文件）

#include <stdio.h>
FILE *fopen(const char *path, const char *mode);
功能：打开文件fopen()函数打开由 pathname 指向的文件名对应的文件，并为该文件关联一个流。
参数“argument mode”指向一个以以下序列开头的字符串（可能还包含下面描述的其他字符）：参数：path：打开的文件的路径
      mode：打开方式
打开方式：
r:只读，文件指针定位到文件开头(有文件)
r+:可读可写，文件指针定位到文件开头(有文件)
w:只写，文件不存在创建，存在清空，文件指针定位到文件开头
w+：可读可写，文件不存在创建，存在清空，文件指针定位到文件开头
a: 只写，文件不存在创建，存在追加（到文件末尾）
a+：可读可写，文件不存在创建，存在追加（到文件末尾）
读文件指针定位到文件开头。
返回值：成功-的到文件流指针
        失败：NULL，更新errno

示例代码：

问：一个任务中最多能打开多少个文件？（1024个）一个文件可不可以被重复的打开？（可）

注意：打开的文件属于有限资源，最多打开1024个，文件可以被重复打开，打开的文件不用了需要及时关闭

fclose（关闭文件）

int fclose(FILE *stream);
功能：关闭文件
参数：
stream:流指针
返回值：成功0，失败-1，更新errno示例代码
#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{//打开一个名字叫test.c的文件，以只读的形式
    FILE *fp = fopen("./test.c","r");if (fp == NULL){perror("fopen filed");return -1;}printf("open success\n");fclose(fp);return 0;
}

perror

#include <errno.h>
void perror(const char *s);
功能：根据errno值获取错误信息，将信息输出到终端
参数：S：提示内容
返回值：无

fgetc（读取单个字符）

int fgetc(FILE *stream);
 功能：从文件中读一个字符
 参数：
    stream:流指针(从那个文件读)
返回值：成功返回读到字符的ascii值，失败返回或读到文件结尾返回-1.

示例代码：

fputc（写单个字符）

int fputc(int c, FILE *stream);
功能:向指定的文件中写入一个字符
参数:
	c:要写入字符的ASCII值
	stream:流指针
返回值:写入字符ASCII值
	   失败返回:EOF

练习：用fgetc和fputc实现cp功能，将A文件中的内容放入B文件。

#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{// 打开文件
    FILE *fp_src = fopen("./fopen.c", "r");if (fp_src == NULL){perror("open src filed");return -1;}
    FILE *fp_dest = fopen("./test.c", "w");if (fp_dest == NULL){perror("open dest filed");return -1;}//循环读取文件char ch;while ((ch = fgetc(fp_src)) != -1){fputc(ch,fp_dest);}printf("读取完成\n");fclose(fp_src);fclose(fp_dest);return 0;
}

fprintf（向指定文件写入数据）

#include<stdio.h>int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
功能：向指定的文件以指定的格式写入数据
参数： stream :流指针
	    format:指定格式...:多个参数
	返回值:输出字符个数
	 失败返回:EOF示例代码：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{// 打开一个名字叫test.c的文件，以只读的形式
    FILE *fp = fopen("./a.txt", "w+");if (fp == NULL){perror("fopen filed");return -1;}printf("open success\n");int age = 21;const char *name = "jj";double height = 156.666;fprintf(stdout,"age:%d\n",age);fprintf(fp,"name:%s\n",name);fprintf(fp,"height:%lf\n",height);fclose(fp);return 0;
}

fgets（获取字符串）

char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
功能：从文件中获取指定长度的字符串
参数： s:字符串存放的首地址
	 size：期望获取字符的个数   
	         实际读size-1个字符，会自动补'\0',预留一个位置补'\0'.
             文件中不满size-1个，有多少读多少，都会补'\0'.
             当读到'\n'，结束，不再读下一行内容，再次调用fgets继续从下一行开始读。	 stream：文件流指针
返回值：
	成功：返回获取成功字符串存放的首地址
	失败或读到文件结尾返回NULL。示例代码：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{// 打开一个名字叫test.c的文件，以只读的形式
    FILE *fp = fopen("./a.txt", "r");if (fp == NULL){perror("fopen filed");return -1;}printf("open success\n");char buf[64];while (fgets(buf, sizeof(buf), fp) != NULL){printf("buf:%s", buf);}fclose(fp);return 0;
}

文件指针偏移函数

1. rewind
void rewind(FILE *stream)
功能：将文件指针定位到文件开头
参数：流指针2.ftell
long ftell(FILE *stream)
功能：计算文件指针当前的位置（相对于文件开头）
返回值：成功：返回当前文件指针相较于开头的字节数
        失败：-1；3.fseek
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
		功能：将文件指针偏移到指定位置
		参数：
		    stream：流指针
			offset：偏移量   +5 --》相对于位置向后偏移5byte-5 --》相对于位置向前偏移5byte
			whence：相对位置SEEK_SET:开头SEEK_CUR:当前SEEK_END：结尾
		返回值：成功：0
		    失败：-1，更新errno
举例：
fseek（fp，-10，SEEK_END）
fseek（fp，-10，SEEK_CUR）

练习：使用ftell计算文件的长度

#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    FILE *fp = fopen(argv[1],"r");if (fp == NULL){perror("fopen filed");return -1;}//定位到文件的末尾fseek(fp,0,SEEK_END);//计算文件的长度long lenth = ftell(fp);printf("len:%ld",lenth);fclose(fp);return 0;
}

                                                                                                                                 未完待续……