標準IO與文件IO
標準IO:標準I/O是ANSI C建立的一個標準I/O模型,是一個標準函數包和stdio.h頭文件中的定義,具有一定的可移植性。標準IO庫處理很多細節。例如緩存分配,以優化長度執行IO等。標準的IO提供了三種類型的緩存。
(1)全緩存:當填滿標準IO緩存后才進行實際的IO操作。
(2)行緩存:當輸入或輸出中遇到新行符時,標準IO庫執行IO操作。
(3)不帶緩存:stderr(標準錯誤輸出)
文件IO:文件IO稱之為不帶緩存的IO(unbuffered I/O)。不帶緩存指的是每個read,write都調用內核中的一個系統調用。也就是一般所說的低級I/O——操作系統提供的基本IO服務,與os綁定,特定于linix或unix平臺。
區別
首先:兩者一個顯著的不同點在于,標準I/O默認采用了緩沖機制,比如調用fopen函數,不僅打開一個文件,而且建立了一個緩沖區(讀寫模式下將建立兩個緩沖區),還創建了一個包含文件和緩沖區相關數據的數據結構。低級I/O一般沒有采用緩沖,需要自己創建緩沖區,不過其實在linix或unix系統中,都是有使用稱為內核緩沖的技術用于提高效率,讀寫調用是在內核緩沖區和進程緩沖區之間進行的數據復制。
其次從操作的設備上來區分,文件I/O主要針對文件操作,讀寫硬盤等,它操作的是文件描述符,標準I/O針對的是控制臺,打印輸出到屏幕等,它操作的是字符流。對于不同設備得特性不一樣,必須有不同api訪問才高效。
后來看下他們使用的函數
標準IO 文件IO(低級IO)
打開 fopen,freopen,fdopen open
關閉 fclose close
讀 getc,fgetc,getcharfgets,getsfread read
寫 putc,fputc,putcharfputs,puts,fwrite write
1.fopen與open
標準I/O使用fopen函數打開一個文件:
FILE fp=fopen(const char path,const char mod)
其中path是文件名,mod用于指定文件打開的模式的字符串,比如"r","w","w+","a"等等,可以加上字母b用以指定以二進制模式打開(對于 NULL,這里的文件指針并不是指向實際的文 件,而是一個關于文件信息的數據包,其中包括文件使用的緩沖區信息。
文件IO使用open函數用于打開一個文件:
int fd=open(char name,int how);
與fopen類似,name表示文件名字符串,而how指定打開的模式:O_RDONLY(只讀),O_WRONLY(只寫),O_RDWR (可讀可寫),還有其他模式請man 2 open。成功返回一個正整數稱為文件描述符,這與標準I/O顯著不同,失敗的話返回-1,與標準I/O返回NULL也是不同的。
2.fclose與close
與打開文件相對的,標準I/O使用fclose關閉文件,將文件指針傳入即可,如果成功關閉,返回0,否則返回EOF比如:
if(fclose(fp)!=0) printf("Error in closing file");
而文件IO使用close用于關閉open打開的文件,與fclose類似,只不過當錯誤發生時返回的是-1,而不是EOF,成功關閉同樣是返回0。C語言用error code來進行錯誤處理的傳統做法。
3. 讀文件,getc,fscanf,fgets和read
標 準I/O中進行文件讀取可以使用getc,一個字符一個字符的讀取,也可以使用gets(讀取標準io讀入的)、fgets以字符串單位進行讀取(讀到遇 到的第一個換行字符的后面),gets(接受一個參數,文件指針)不判斷目標數組是否能夠容納讀入的字符,可能導致存儲溢出(不建議使用),而fgets使用三個參數: char fgets(char s, int size, FILE stream);
第一個參數和gets一樣,用于存儲輸入的地址,第二個參數為整數,表示輸入字符串的大長度,后一個參數就是文件指針,指向要讀取的文件。 后是fscanf,與scanf類似,只不過增加了一個參數用于指定操作的文件,比如fscanf(fp,"%s",words)文件IO中使用read函數用于讀取open函數打開的文件,函數原型如下:
ssize_t numread=read(int fd,void buf,size_t qty);
其中fd就是open返回的文件描述符,buf用于存儲數據的目的緩沖區,而qty指定要讀取的字節數。如果成功讀取,就返回讀取的字節數目(小于等于qty)
4. 判斷文件結尾
如果嘗試讀取達到文件結尾,標準IO的getc會返回特殊值EOF,而fgets碰到EOF會返回NULL,而對于nix的read函數,情況有所不 同。read讀取qty指定的字節數,終讀取的數據可能沒有你所要求的那么多(qty),而當讀到結尾再要讀的話,read函數將返回0.
5. 寫文件:putc,fputs,fprintf和write
與讀文件相對應的,標準C語言I/O使用putc寫入字符,比如:
putc(ch,fp);
第一個參數是字符,第二個是文件指針。而fputs與此類似:
fputs(buf,fp);
僅僅是第一個參數換成了字符串地址。而fprintf與printf類似,增加了一個參數用于指定寫入的文件,比如:
fprintf(stdout,"Hello %s.\n","dennis");
切記fscanf和fprintf將FILE指針作為第一個參數,而putc,fputs則是作為第二個參數。
在文件IO中提供write函數用于寫入文件,原型與read類似:
ssize_t result=write(int fd,void buf ,size_t amt);
fd是文件描述符,buf是將要寫入的內存數據,amt是要寫的字節數。如果寫入成功返回寫入的字節數,通過result與amt的比較可以判斷是否寫入正常,如果寫入失敗返回-1。