是很多人学C语言接触的第一个头文件,顾名思义,stdio就是"标准输入输出",其中声明了一组关于输入输出的类型,宏和函数,其中就包括了打印著名的"hello,world!"的printf(),但是,这并不意味着这个头文件就很简单,相反,这个头文件是C标准库里唯二包罗万象的一个库(另一个是)。好,让我们从头审视一下这个头文件
概念
文件描述符file descriptor
似于Windows系统的文件句柄,Unix/ Linux 系统用来描述文件的一个正整数,OS负责分发文件描述符给程序员,并把关于这个文件细节的控制信息存储在自己的专用内存中,这些信息由OS维护,不需要程序员费心思。
文本VS二进制
在ANSI C编程可以指定文件的打开方式是按照"二进制"还是"文本"方式,如果在Unix系统这种不区分"文本"和"二进制"的系统中,可以省略这种指定,但是毕竟很多OS还是对这两种文件类型加以区分的,所以最好还是进行明确的指定以便实现可移植性。
流stream
ANSI C将对文件读写看作是数据的流出和流入,而隐藏了文件物理存储介质的不同,即不论这个文件是存储的磁盘,内存,FLASH还是其他地方,在程序员看来都只是一个文件,而对一个文件的处理都是数据的流入和流出。打开一个文件会把一个物理介质上的文件连接到流的一端。通过流来对实际的文件进行读写,关闭一个文件会把一个物理介质上的文件和流断开。
ANSI C规定了两种流——文本流和二进制流,前者将数据看作 字符 ,即201609是6个字符'2','0','1','6','0','9',占6by te ,而在二进制流中,这就是int,占4byte。此外,文本流也会将'\n'转换成'回车CR'和'换行LR'两个字符,而二进制流不会。从这两个角度看,二进制流的流动速度比文本流更快,也更省存储空间
数据类型
size_t
FILE
FILE是ANSIC中用来保存文件信息的一个结构体,使用ANSI C编程时打开一个文件就是得到的就是一个FILE*(文件指针),如果是使用UNix/Linux系统下的编译器,那么任何通过对FILE*对文件的操作底层都是使用文件描述符来实现的,当然其他平台的具体实现还可能不一样
//gcc 4.9.2中对FILE类型的声明typedef struct _IO_FILE FILE;struct _IO_FILE { int _flags; char* _IO_read_ptr; char* _IO_read_end; char* _IO_read_base; char* _IO_write_base; char* _IO_write_ptr; char* _IO_write_end; char* _IO_buf_base; char* _IO_buf_end; char *_IO_save_base; char *_IO_backup_base; char *_IO_save_end; struct _IO_marker *_marke rs ; struct _IO_FILE *_ch ai n; int _fileno; int _flags2; __off_t _old_offset; unsigned short _cur_column; signed char _vtable_offset; char _shortbuf[1]; _IO_lock_t *_lock;# 293 "/usr/include/libio.h" 3 4 __off64_t _offset;# 302 "/usr/include/libio.h" 3 4 void *__ pad 1; void *__pad2; void *__pad3; void *__pad4; size_t __pad5; int _mode; char _unused2[15 * sizeof (int) - 4 * sizeof (void *) - sizeof (size_t)];};typedef struct _IO_FILE _IO_FILE;
fpos_t
fpos_t可以唯一指定文件中的每个位置所需的所有信息,实际上是一个整型变量,用来记录当前读写位置距离文件开头的byte数,很多文件读写函数在读写一次后都会改写这个变量的值
宏
NULL
_IOFBF, _IOLBF, _IONBF
这三个宏展开为具有不同值的常量表达式,是个作为函数setvbuf的第三个arg
BUFSIZ
展开为一个整型常量表达式,只setbuf()缓冲池的大小
EOF
End of File,展开为一个负的整型常量表达式,表示一个流结束了
FOPEN_MAX
展开为一个整型常量表达式,表示当前环境下可以同时打开文件数目的最大数目
FILENAME_MAX
展开为一个整型常量表达式,表示用来保存文件名的char数组的大小,即文件名的最大长度
L_tmpnam
展开为一个整型常量表达式,表示用来保存tmpnam()生成的临时文件名串的char数组的大小
SEEK_CUR, SEEK_END, SEEK_SET
展开为不同值的整型常量表达式,用作fseek()函数的arg
TMP_MAX
展开为一个整型常量表达式,表示tmpnam()可以声场的单独文件名的最小数目
stderr, stdin, stdout
展开为一个"FILE*"类型的表达式,分别指向标准错误流,标准输入流,标准输出流,Unix/Linux系统中这三个流默认分别是显示器,键盘,显示器
函数
文件访问
remove()
/*功能:导致一个文件再也不能通过它的文件名filename访问,除非重新创建该文件返回值:成功返回0,否则返回非0*/int remove(const char* filename);
rename()
/*功能:把名字为oldname的文件改名为newname返回值:*/int rename(const char* oldname,const char* newname);
tmpfile()
/*功能:创建一个临时二进制文件,文件被关闭就会被移除返回值:成功返回FILE*,否则返回void\*FILE* tmpfile(void);
tmpnam()
//生成一个有效的文件名char* tmpnam(char* s);
fclose()
/*功能:将stream指向的流被清空,并且和流相关联的文件被关闭,流中任何未写出的缓冲数据都传递到环境并写入文件,任何未读的都被丢弃。返回值:成功返回0,否则返回EOF*/int fclose(FILE* stream);
fflush()
/*功能:清空stream指向的流,未写入文件的会被写入,未读的丢弃参数:流stream返回值:*/int fflush(FILE* stream);
fopen()
/*功能:打开以串filename为名的文件,并把这个文件和一个流相连参数:文件名字符串filename,打开方式mode如下:r 只读w 清空写a 追加写b 放在rwa之后,表示"以二进制方式"+ 放在rwa之后,表示"文件不存在就创建"返回值:成功返回FILE*,失败返回void**/FILE* fopen(const char* filename,const char* mode);
freopen()
/*功能:打 开路 径为filename指向的串文件,并把这个文件和流stream相连返回值:成功返回stream的值,否则返回void**/FILE* freopen(const char* filename, const char* mode,FILE* stream);
setvbuf()
/*功能:指定流stream缓冲的方式,只能在流和一个文件关联后,但还没有对流进行其他操作之前使用参数:mode指定流缓冲的方式,_IOFBF表示完全缓冲,即缓冲区满才对文件操作,_IOLBF表示输入/输出行缓冲,即缓冲区中遇到换行就对文件进行操作,_IONBF表示输入/输出不换冲,如果buf不是void*,则可以用它指向的数组来代替setvbuf()自动分配的缓冲区,size指定了数组的大小。返回值:成功返回0,否则返回非0; */int setvbuf(FILE* stream, char* buf, int mode, size_t size);
setbuf()
/* 功能:如果buf不是void*,相当于mode为_IOFBF,size为BUFSIZd调用setvbuf(),如果哦buf是void*,相当于mode为_IONBF调用setvbuf()返回值:无*/void setbuf(FILE* stream, char* buf);
格式化输出输出
fprintf()
/*功能:按照format指向的格式控制串把输出写入stream指向的流参数:返回值:成功返回输出项的数目,失败返回EOF*/int fprintf(FILE* stream, const char* format,...);
fs can f()
/*功能:按照format指向的格式控制串,把后面的参数作为指向接收转换后的输入的对象的指针参数:返回值:成功返回输入项的数目,失败返回EOF*/int fscanf(FILE* stream, const char* format, ...);
printf()
/*功能:相当于fprintf(),只是把stdout作为stream参数:返回值:成功返回输出项的数目,否则返回负值*/int printf(const char* format, ...);
scanf()
/*功能:相当于fsanf(),只是把stdin作为stream参数:返回值:成功返回输入项的数目,失败返回EOF*/int scanf(const char* formant, ...);
sprintf()
/*功能:相当于fprintf(),只是把本来写入流stream的内容改为写入到数组s中参数:返回值:成功写入数组中字符的数目,不包括NUL*/int sprintf(char *s, const char* format, ...);
ssanf()
/*功能:相当于fscanf(),只是把本来从流stream获取的内容改为从数组s获取参数:返回值:成功输入项的数目,否则返回EOF*/int sscanf(const char* s, const char* format, ...);
vfprintf()
/*功能:相当于fprintf(),只是把可变参数表用arg代替参数:返回值:成功返回输出项的数目,否则返回一个负数*/int vfprintf(FILE* stream, const char* format, va_list arg);
vprintf()
/*功能:相当于printf(),只是把可变参数表用arg代替参数:返回值:成功返回输出项的数目,否则返回一个负数*/int vprintf(const char* format, va_list arg);
vsprintf()
/*功能:相当于sprintf(),只是把可变参数用arg代替参数:返回值:成功返回输出项的数目,否则返回一个负数*/int vsprintf(char* s, const char* format, va_list arg);
字符输出输出
fgetc()
/*功能:从stream指向的输入流中读取下一个字符,并把它由unsigned char转换为int参数:返回值:成功返回读取到的字符,否则返回EOF*/int fgetc(FILE* stream);
fgets()
/*功能:从stream指向的流中读取字符,读取字符的数目最多为n-1,因为至少还要给NUL留位置,然后将字符写入到数组s中,如果敲入"123回车"存储的是"123\0",这个函数会自动把输入的'\n'变成'\0',这点和scanf()不同参数:返回值:*/char* fgets(char* s, int n, FILE* stream);
fputc()
/*功能:把c字符写入到stream指向的输出流中的文件定位符指定的位置,并将位置指针移动一个参数:返回值:*/int fputc(int c, FILE* stream);
fputs()
/*功能:把s串的有效字符写入stream参数:返回值:成功返回一个非负值,否则返回EOF*/int fputs(const char* s, FILE* stream);
getc()
/*功能:相当于fgetc(),只是如果getc()作为一个宏实现时,可能会对stream进行多次进算,所以它的参数不能是有副作用的表达式参数:返回值:*/int getc(FILE* stream);
getchar()
/*功能:相当于fgetc(),只是从stream获取改为从stdin获取参数:返回值:*/int getchar(void);
gets()
/*功能:有的资料说相当于fgets(),只是从stream获取改为从stdin获取,直到遇到一个换行符,其实gets和fgets最大的区别就是不回进行输入字符数目的限制,一旦用户输入的字符个数超过了接收buf的大小,就可能引发错误,所以不建议使用这个函数参数:返回值:*/char* gets(char* s);
putc()
/*功能:相当于fputc(),只是如果putc()作为一个宏实现时,可能会对stream进行多次晕眩,所以它的参数不能是有副作用的表达式参数:返回值:*/int putc(int c, FILE* stream);
putchar()
/*功能:相当于fputc(),只是输出到stream改为输出到stdout参数:返回值:*/int putchar(int c);
puts()
/*功能:相当于fputs(),只是输出到stream改为输出到stdout参数:返回值:*/int puts(const char* s);
ungetc()
/*功能:把c字符退回到stream参数:返回值:*/int ungetc(int c, FILE* stream);
直接输入输出
fread()
/*功能:从stream中读取最多nmemb个元素到ptr指向的数组中参数:返回值:成功返回读取的元素的个数*/size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);
fwrite()
/*功能:从ptr指向的数组中读取最多nmemb个元素并将其写到stream中参数:返回值:*/size_t fwrite(const void* ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);
文件定位函数
fgetpos()
/*功能:把stream中的定位符的当前值存储到pos指向的对象中参数:返回值:*/int fgetpos(FILE* stream, fpos_t* pos);
fseek()
/*功能:为stream设置文件定位符参数:offset表示以whence为基准的偏移量,whence有三种值:SEEK_SET表示以文件开头为基准,SEEK_CUR表示以当前文件定位符位置为基准,SEEK_END表示以文件结尾为基准返回值:成功返回0,否则返回非0*/int fseek(FILE* stream, long int offset, int whence);
fsetpos()
/*功能:根据pos指向的对象的值来设置stream中定位符的位置参数:返回值:成功返回0,否则返回非0,并设置errno*/int fsetpos(FILE* stream, const fpos_t* pos);
ftell()
/*功能:获得stream定位符的当前值参数:返回值:返回文件定位符当前值,否则返回-1L,并设置errno*/long int ftell(FILE* stream);
rewind()
/*功能:把stream的文件定位符设置在文件的开始位置,等价于(void) fseek(st ram , 0L,SEEK_SET)参数:返回值:*/void rewind(FILE* stream);
错误处理
clearerr()
/*功能:清空stream指向的流文件结束符和错误指示符参数:返回值:*/void clearerr(FILE* stream);
feof()
/*功能: 测试 stream的文件结束符参数:返回值:如果stream设置了文件结束符返回一个非0*/int feof(FILE* stream);
ferror()
/*功能:测试stream指向的流的错误提示符参数:返回值:如果stream设置了错误提示符返回非0*/int ferror(FILE* stream);
perror()
/*功能:把errno转换成一个human-readable的信息参数:返回值:*/void perror(const char* s);