标准IO

1. 为什么要使用标准IO？

每个操作系统下面，对文件的管理和接口是不一样的！！！

同一个文件，在不同的操作系统下面，我们的操作文件的代码都不一样。

所以，C语言标准委员会，统一文件操作的接口。

标准IO库：主要统一对文件及常用接口的操作

"文件" : 普通文件和二进制文件

在标准IO库中，用结构体FILE来描述或表示一个文件，然后在这个结构体中创建了两个缓冲区（内存/缓冲区），分别为读缓冲和写缓冲。

缓存：同步问题

行缓冲：行缓冲缓冲区中的数据达到一行的时候，同步到外设上面去。

全缓冲：缓存区中数据要填满整个缓冲区，才会同步到外设上去

无缓冲：缓冲区有一个字节，就同步到外设上去。

2. 标准IO流（`stdin`, `stdout`, `stderr`）

#include <stdio.h> // 在其中定义
#define stdin
#define stdout
#define stderr

有三个文本流是预定义的。这些流在程序启动时隐式打开，且为无取向的。

与标准输入流关联，用于读取传统的输入。程序启动时，当且仅当能确定流不引用交互式设备时该流为完全缓冲。

与标准输出流关联，用于写入传统的输出。程序启动时，当且仅当能确定流不引用交互式设备时该流为完全缓冲。

与标准错误流关联，用于写入诊断输出。程序启动时，该流不为完全缓冲。

这些宏展开成 FILE类型的表达式。

3. 标准IO的函数接口

3.1 打开文件流

#include <stdio.h>

FILE *fopen( const char *filename, const char *mode );

FILE *fopen( const char *restrict filename, const char *restrict mode ); 

errno_t fopen_s( FILE *restrict *restrict streamptr,
                 const char *restrict filename,
                 const char *restrict mode ); //(C11)

参数：

filename : 关联到文件系统的文件名
mode : 确定访问模型的空终止字符串文件访问模式
streamptr : 指向存储函数结果的指针的指针

文件访问标记：

文件访问模式字符串	含义	解释	若文件已存在的动作	若文件不存在的动作
"r"	读	打开文件以读取	从头读	打开失败
"w"	写	创建文件以写入	销毁内容	创建新文件
"a"	后附	后附到文件	写到结尾	创建新文件
"r+"	读扩展	打开文件以读/写	从头读	错误
"w+"	写扩展	创建文件以读/写	销毁内容	创建新文件
"a+"	后附扩展	打开文件以读/写	写到结尾	创建新文件

返回值：

成功则返回指向新文件流的指针。流为完全缓冲，除非 filename 表示一个交互设备。错误时，返回空指针。
失败返回NULL

3.2 关闭文件

#include <stdio.h>
int fclose( FILE *stream );

关闭给定的文件流。冲入任何未写入的缓冲数据到 OS 。舍弃任何未读取的缓冲数据。

无论操作是否成功，流都不再关联到文件，且由 setbuf或 setvbuf分配的缓冲区若存在，则亦被解除关联，并且若使用自动分配则被解分配。

若在 fclose 返回后使用指针 stream 的值则行为未定义。

参数：

stream 需要关闭的文件流

返回值：

成功 0
失败 EOF。

3.3 直接读写

fread

size_t fread( void *restrict buffer, size_t size, size_t count,
               FILE *restrict stream );

从给定输入流 stream 读取至多 count 个对象到数组 buffer 中，如同以对每个对象调用 size 次 fgetc，并按顺序存储结果到转译为 unsigned char 数组的 buffer 中的相继位置。

参数

buffer 指向要读取的数组中首个对象指针
size 每个对象的大小
count 要读取的对象数
stream 读取来源的输入文件流

返回值

成功读取的对象数
若出现错误或文件尾条件，则可能小于 count 。

若 size 或 count 为零，则 fread 返回零且不进行其他动作。

fread 不区别文件尾和错误，而调用者必须用feof和ferror 鉴别出现者为何。

fwrite

size_t fwrite( const void *restrict buffer, size_t size, size_t count,
                FILE *restrict stream );

从给定数组 buffer 向输出流 stream 写入 count 个对象。各个对象的写入，如同将每个对象解读为 unsigned char 数组，并对每个对象调用 size 次fputc以将那些 unsigned char 按顺序写入 stream 一般来进行。

参数

buffer 指向要写入的数组中首个对象指针
size 每个对象的大小
count 要被写入的对象数
stream 指向输出流的指针

返回值

成功写入的对象数
若出现错误则可能小于 count 。

若 size 或 count 为零，则 fwrite 返回零且不进行其他动作。

3.4 无格式的输入输出

函数名	功能
`fgetc` / `getc`	从文件流获取一个字符 (函数)
`fgets`	从文件流获取一个字符串 (函数)
`fputc` /`putc`	将一个字符写入文件流 (函数)
`fputs`	将一个字符串写入文件流 (函数)
`getchar`	从 `stdin` 读取一个字符 (函数)
`gets`(`C11` 中移除)/`gets_s`(`C11`)	从 `stdin` 读取一个字符串 (函数)
`putchar`	将一个字符写入 `stdout` (函数)
`puts`	将一个字符串写入 `stdout` (函数)
`ungetc`	将一个字符送回文件流 (函数)

3.4.1 `fgetc` / `getc`

#include <stdio.h>
// 从给定的输入流读取下一个字符
int fgetc( FILE* stream );
// 同fgetc，但若 getc 实现为宏，则它可能求值 stream 多于一次，所以实参始终不应为带有副作用的表达式。
int getc( FILE* stream );

参数

stream - 读取字符的来源

返回值

成功返回作为 unsigned char 获得并转换为 int 的字符
失败返回 EOF

3.4.2 `fgets`

#include <stdio.h>

char* fgets( char*          str, int count, FILE*          stream ); (C99 前) 
char* fgets( char* restrict str, int count, FILE* restrict stream ); (C99 起)

从给定文件流读取最多 count - 1 个字符并将它们存储于 str 所指向的字符数组。

若文件尾出现或发现换行符则终止分析，后一情况下 str 将包含一个换行符。

若读入字节且无错误发生，则紧随写入到 str 的最后一个字符后写入空字符。

参数

str 指向 char 数组元素的指针
count 写入的最大字符数
stream 读取数据来源的文件流

返回值

成功返回str
失败返回空指针

3.4.3 `fputc` / `putc`

#include <stdio.h>
// 写入字符 ch 到给定输出流 stream 。
int fputc( int ch, FILE *stream );
// putc() 可以实现为宏并对 stream 求值超过一次，故对应的参数决不应是有副效应的表达式。
int putc( int ch, FILE *stream );

参数

ch - 要写入的字符
stream - 输出流

返回值

成功返回被写入字符
失败返回 EOF并设置 stream 上的错误指示器

3.4.4 `fputs`

#include <stdio.h>

int fputs( const char*          str, FILE*          stream );(C99 前) 
int fputs( const char* restrict str, FILE* restrict stream );(C99 起)

将以NULL结尾的字符串 str 的每个字符写入到输出流 stream，如同通过重复执行 fputc。

不写入 str 的终止空字符。

参数

str 要写入的空终止字符串
stream 输出流

返回值

成功返回非负值
失败返回EOF并设置 stream 上的错误指示器

3.5 有格式的输入/输出

（1）scanf

scanf : 从 stdin 读取数据

fscanf : 从文件流 stream 读取数据

sscanf : 从空终止字符串 buffer 读取数据。抵达字符串结尾等价于 fscanf 的抵达文件尾条件。

#include <stdio.h>
int scanf( const char *restrict format, ... );
int fscanf( FILE *restrict stream, const char *restrict format, ... );
int sscanf( const char *restrict buffer, const char *restrict format, ... );

参数

stream 要读取的输入文件流
buffer 指向要读取的空终止字符串的指针
format 指向指定读取输入方式的空终止字符串的指针
... 各接受实参

返回值

成功赋值的接收参数的数量

（2）printf

printf : 将结果写入输出流 stdout 。

fprintf : 将结果写入输出流 stream 。

sprintf : 将结果写入字符串 buffer 。

snprintf : 将结果写入字符串 buffer。至多写 bufsz - 1 个字符。

#include <stdio.h>
int scanf( const char *restrict format, ... );
int fscanf( FILE *restrict stream, const char *restrict format, ... );
int sscanf( const char *restrict buffer, const char *restrict format, ... );
int snprintf( char* restrict buffer, size_t bufsz,
               const char* restrict format, ... );

参数

stream 要写入的输出文件流
buffer 指向要写入字符串的指针
bufsz 最多会写bufsz - 1 个字符，再加空终止符
format 指向指定数据转译方式的空终止字符串的指针
... 指定要打印数据的参数。

3.6 冲洗一个文件流（fflush）

将输出流与实际文件同步

#include <stdio.h>
int fflush(FILE *stream);

对于输出流（及最后操作为输出的更新流），从 stream 的缓冲区写入未写的数据到关联的输出设备。

对于输入流（及最后操作为输入的更新流），行为未定义。

若 stream 是空指针，则冲入所有输出流，包括操作于库包内者，或在其他情况下程序无法直接访问者。

参数

stream - 要写入的文件流02

返回值

成功返回零
失败返回 EOF 并设置文件流的错误指示器。

3.7 文件定位

（1） `ftell`

返回 stream 的文件位置指示器

若流以二进制模式打开，则由此函数获得的值是从文件开始的字节数。
若流以文本模式打开，则由此函数返回的值未指定，且仅若作为 fseek() 的输入才有意义。

#include <stdio.h>
long ftell( FILE *stream );

参数

stream 要检验的文件流

返回值

成功返回文件位置指示器，
失败返回 -1L 。

（2） `fgetpos`

获得文件流 stream 的文件位置指示器和当前分析状态（若存在），并将它们存储于 pos 所指向的对象。存储的值仅在作为fsetpos的输入的情况有意义。

#include <stdio.h>
int fgetpos( FILE *restrict stream, fpos_t *restrict pos );

参数

stream : 要检验的文件流

pos : 指向要存储文件位置指示器到的fpos_t 对象的指针。

返回值

成功 0
失败非0

（3）`fseek` 和 `fsetpos`

fseek

若 stream 以二进制模式打开，则新位置恰好是文件起始后，或当前文件位置后，或文件结尾后的 offset 字节。

若 stream 以文本模式打开，则仅有的受支持 offset 值为零（可用于任何 origin）和先前在关联到同一个文件的流上对ftell的调用的返回值（仅可用于 SEEK_SET 的 origin）。

#include <stdio.h>
int fseek( FILE* stream, long offset, int origin );

参数

stream 要修改的文件流
offset 相对 origin 迁移的字符数
origin offset 所加上的位置。（SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END）

返回值

成功 0
失败非零

（4）fsetpos

按照 pos 所指向的值，设置文件流 stream 的文件位置指示器和多字节分析状态（若存在）。

#include <stdio.h
int fsetpos( FILE *stream, const fpos_t *pos );

参数

stream 要修改的文件流
pos 指向 fpos_t 对象的指针，用作文件位置指示器的新值。

返回值

成功 0
失败非零

（5）`rewind`

移动文件位置指示器到给定文件流的起始。

函数等价于 fseek(stream, 0, SEEK_SET);，但它会清除文件尾和错误指示器。

#include <stdio.h>
void rewind( FILE *stream );

参数

stream 要修改的文件流

3.8 错误处理（feof、ferror、perror）

feof : 检查是否已抵达给定文件流的结尾。
ferror : 检查给定文件流的错误。
perror : 打印当前存储于系统变量 erron 的错误码到 stderr 。

int feof( FILE *stream );
int ferror( FILE *stream );
void perror( const char *s );

注意

feof函数仅报告最近一次 I/O 操作所报告的流状态，而不检验关联的数据源。例如，若最近一次 I/O 是抵达文件最后字节的fgetc，则 feof 返回零。下个fgetc失败并更改流状态为文件尾。然后 feof 才返回非零。

典型用法中，输入流处理在任何错误时停止；而 feof 和ferror用于区别不同错误条件。

posted @ 2025-07-11 10:40 星空丶star 阅读(8) 评论(0) 收藏举报

刷新页面返回顶部

星空

标准IO

1. 为什么要使用标准IO？

2. 标准IO流（stdin, stdout, stderr）

3. 标准IO的函数接口

3.1 打开文件流

3.2 关闭文件

3.3 直接读写

3.4 无格式的输入输出

3.4.1 fgetc / getc

3.4.2 fgets

3.4.3 fputc / putc

3.4.4 fputs

3.5 有格式的输入/输出

（1）scanf

（2）printf

3.6 冲洗一个文件流（fflush）

3.7 文件定位

（1） ftell

（2） fgetpos

（3）fseek 和 fsetpos

（4）fsetpos

（5）rewind

3.8 错误处理（feof、ferror、perror）

公告

2. 标准IO流（`stdin`, `stdout`, `stderr`）

3.4.1 `fgetc` / `getc`

3.4.2 `fgets`

3.4.3 `fputc` / `putc`

3.4.4 `fputs`

（1） `ftell`

（2） `fgetpos`

（3）`fseek` 和 `fsetpos`

（5）`rewind`