文件I/O編程之： 標準I/O編程

6.5標準I/O編程

本章前面幾節所述的文件及I/O讀寫(xiě)都是基于文件描述符的。這些都是基本的I/O控制，是不帶緩存的。而本節所要討論的I/O操作都是基于流緩沖的，它是符合ANSIC的標準I/O處理，這里有很多函數讀者已經(jīng)非常熟悉了（如printf()、scantf()函數等），因此本節中僅簡(jiǎn)要介紹最主要的函數。

前面講述的系統調用是操作系統直接提供的函數接口。因為運行系統調用時(shí)，Linux必須從用戶(hù)態(tài)切換到內核態(tài)，執行相應的請求，然后再返回到用戶(hù)態(tài)，所以應該盡量減少系統調用的次數，從而提高程序的效率。

標準I/O提供流緩沖的目的是盡可能減少使用read()和write()等系統調用的數量。標準I/O提供了3種類(lèi)型的緩沖存儲。

n 全緩沖：在這種情況下，當填滿(mǎn)標準I/O緩存后才進(jìn)行實(shí)際I/O操作。存放在磁盤(pán)上的文件通常是由標準I/O庫實(shí)施全緩沖的。在一個(gè)流上執行第一次I/O操作時(shí)，通常調用malloc()就是使用全緩沖。

n 行緩沖：在這種情況下，當在輸入和輸出中遇到行結束符時(shí)，標準I/O庫執行I/O操作。這允許我們一次輸出一個(gè)字符（如fputc()函數），但只有寫(xiě)了一行之后才進(jìn)行實(shí)際I/O操作。標準輸入和標準輸出就是使用行緩沖的典型例子。

n 不帶緩沖：標準I/O庫不對字符進(jìn)行緩沖。如果用標準I/O函數寫(xiě)若干字符到不帶緩沖的流中，則相當于用系統調用write()函數將這些字符全寫(xiě)到被打開(kāi)的文件上。標準出錯stderr通常是不帶緩存的，這就使得出錯信息可以盡快顯示出來(lái)，而不管它們是否含有一個(gè)行結束符。

在下面討論具體函數時(shí)，請讀者注意區分以上的三種不同情況。

6.5.1基本操作

1．打開(kāi)文件

（1）函數說(shuō)明。

打開(kāi)文件有三個(gè)標準函數，分別為：fopen()、fdopen()和freopen()。它們可以以不同的模式打開(kāi)，但都返回一個(gè)指向FILE的指針，該指針指向對應的I/O流。此后，對文件的讀寫(xiě)都是通過(guò)這個(gè)FILE指針來(lái)進(jìn)行。其中fopen()可以指定打開(kāi)文件的路徑和模式，fdopen()可以指定打開(kāi)的文件描述符和模式，而freopen()除可指定打開(kāi)的文件、模式外，還可指定特定的I/O流。

（2）函數格式定義。

fopen()函數格式如表6.14所示。

表6.14 fopen()函數語(yǔ)法要點(diǎn)

其中，mode類(lèi)似于open()函數中的flag，可以定義打開(kāi)文件的訪(fǎng)問(wèn)權限等，表6.15說(shuō)明了fopen()中mode的各種取值。

表6.15 mode取值說(shuō)明

注意在每個(gè)選項中加入b字符用來(lái)告訴函數庫打開(kāi)的文件為二進(jìn)制文件，而非純文本文件。不過(guò)在Linux系統中會(huì )自動(dòng)識別不同類(lèi)型的文件而將此符號忽略。

fdopen()函數格式如表6.16所示。

表6.16 fdopen()函數語(yǔ)法要點(diǎn)

freopen()函數格式如表6.17所示。

表6.17 freopen()函數語(yǔ)法要點(diǎn)