四、IO

1. 概念

1.? IO 指 input / output

2.? Linux系統中一切皆是文件

3.? IO操作的對象是文件

2. 文件

1. 概念

一段數據的集合

2. 特點

文件通常存放在外存中，掉點后數據不會丟

3. 分類

• b（block，塊設備文件）

?-- 按塊掃描信息的文件，通常用于存儲設備

?--?數據讀寫以固定大小塊為單位，支持隨機訪問

?-- 文件IO

• c（character，字符設備文件）

?-- 按字符掃描信息的文件，通常用于串行設備

?--?數據是流式的，通常不支持隨機訪問

?-- 文件IO

• d（directory，目錄文件）

?-- 表示一個目錄，用于存放其他文件和子目錄的文件夾

?-- 目錄IO/文件IO

• -（普通文件）

?-- 常見的文件類型，存放一般信息的文件

?-- 標準IO/文件IO

• l（link，鏈接文件）

?-- 操作文件等價于操作文件指向的文件

?-- 鏈接IO/文件IO

• s（socket，套接字文件）

?-- 用來進程間通信，用于網絡通信或本地進程通信

?-- 文件IO

• p（pipe，管道文件）

?-- 用來進程間通信，一種單向數據通道，用于命令間的數據傳遞

?-- 文件IO

3. 標準IO

1. 概念

用來操作普通文件

2. 文件類型

1. ASCII碼文件

文件中的所有內容均為能夠在屏幕上顯示的ASCII碼字符

程序、文本文件均為ASCII碼文件

2. 二進制文件

文件中的所有內容均為數據對應的二進制形式存放，包含一些不能在界面上顯示的內容

ASCII碼文件也是二進制文件

圖片、音視頻、壓縮包均為二進制文件

3. 標準IO的接口

1. fopen / fclose

2. fgetc / fputc

3. fgets / fputs

4. fscanf / fprintf

5. fread / fwrite

6. fseek / rewind/ftell

4. 流

stdin：標準輸入流

stdout：標準輸出流

stderr：標準出錯流

printf、puts、putchar????????通過stdout流實現在終端信息打印

scanf、gets、getchar???????通過stdin流實現獲得終端信息

perror????????????????????????????????通過stderr流實現在終端打印出錯信息

5. 文件的打開

1. fopen

• 原型：FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);
• 功能：

????????打開pathname指向字符串對應的文件，并且和它建立一個流

• 參數：

????????pathname:要打開的文件路徑字符串，mode:打開的方式

• 返回值：

? ? 成功返回FILE*指針，?失敗返回NULL

? ? ? ? r? ? ? ?只讀 ? ????????? 文件存在只讀打開，文件不存在報錯
r+? ? ?讀寫 ? ????????? 文件存在讀寫打開，文件不存在報錯
w? ? ? 只寫 ? ????????? 文件存在清零，文件不存在創建，只寫打開
w+? ? 寫讀? ? ? ? ? ? 文件存在清零，文件不存在創建，寫讀打開
a? ? ? ?追加? ? ? ? ? ? 文件存在追加，文件不存在創建，只寫打開
a+ ? ?追加讀寫? ? ? 文件存在追加，文件不存在創建，寫讀打開

2. fclose

• 原型：int fclose(FILE *stream);
• 功能：

????????關閉已經打開的流

• 參數：

????????stream:文件流指針

• 返回值：

????????成功返回0，失敗返回EOF(-1）

3. fputc

• 原型：int fputc(int c, FILE *stream);
• 功能：

????????將字符c寫入流中

• 參數：

????????c：要寫入的字符，stream:文件流指針

• 返回值：

????????成功返回輸出的ASCII碼值， 失敗返回EOF

putchar() 等價于 fputc(ch, stdout)

4. fgetc

• 原型：int fgetc(FILE *stream);
• 功能：

????????讀取流中的下一個字符

• 參數：

????????stream:文件流指針

• 返回值：

????????成功返回讀到字符的ASCII碼值，失敗或者讀到文件末尾返回EOF

ch = getchar() 等價于 ch = fgetc(stdin)

????????

5. fputs

• 原型：int fputs(const char *s, FILE *stream);
• 功能：

????????向流中寫入s指向的字符串

• 參數：

????????s:要寫入的字符串的首地址，stream:文件流指針

• 返回值：

????????成功返回非負數，失敗返回EOF

6. fgets

• 原型：char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
• 功能：

????????從流中最多讀size-1個字節數據放入s指向的空間中,遇到\n讀取截止

• 參數：

????????s:存放數據空間的首地址，size:最多存放元素的個數，stream:文件流指針

• 返回值：

????????成功返回存放數據空間的首地址

????????失敗返回NULL，讀到文件末尾返回NULL

fputs不會多打印\n字符，puts會多打印一個\n字符

gets會去掉從終端接收的\n字符，fgets不會去掉從終端接收的\n字符

7. fprintf

• 原型：int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
• 功能：

????????將格式化的字符串打印在流中

• 參數：

????????stream:文件流指針， format:格式化的字符串，? ?...:參數

• 返回值：

????????成功返回打印字符的個數

????????失敗返回負數

8. fscanf

• 原型：int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
• 功能：

????????從流中接收格式化的字符串

• 參數：

????????stream:文件流指針， format:格式化字符串????????...:參數

• 返回值：

????????成功返回匹配的輸入控制符的個數

????????失敗返回EOF，讀到文件末尾返回EOF

4. 標準IO的緩存

1. 類型

1. 全緩存（4k）

1.緩存區滿刷新緩存

2.刷新條件：

????????緩存區滿4k刷新

????????fflush函數強制刷新

????????fclose或者程序關閉刷新

3.與文件建立的緩存一般為全緩存

2. 行緩存（1k）

1. 遇到\n刷新緩存區

2. 刷新條件：

????????緩存區滿1k刷新

????????遇到\n刷新

????????fflush函數強制刷

????????fclose或者程序關閉刷新

3. 與終端建立的緩存一般為行緩存（stdin、stdout均為行緩存）

3. 不緩存（0k）

1. 立即刷新不緩存

2. 刷新條件：

????????不緩存立即刷新

3. 出錯處理或者人機交互一般使用不緩存（stderr不緩存）

2. 標準IO的緩存

1. 特點

????????標準IO是一種有緩存的IO

????????效率高

????????實時性差

2. 標準IO 與 文件IO

標準IO：用戶代碼 → 庫函數 → 緩存 → 內核

• 路徑更長，但效率高。

• 緩存由標準庫管理

文件IO：用戶代碼 → 內核

• 直接通過open()，read()，write()等系統調用操作，無中間緩沖區。

• 實時性強，但頻繁調用效率低