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标准I/O操作函数详解

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1、基本操作

1）打开文件

打开文件有3个标准函数，分别为fopen()、fdopen()和freopen()。它们可以不同的模式打开，但都返回一个指向FILE的指针，该指针指向对应的I/O流。此后，对文件的读写都是通过这个FILE指针来进行的。其中，fopen()函数可以指定打开文件的路径和模式，fdopen()函数可以指定打开的文件描述符和模式，而freopen()函数除可指定打开的文件、模式外，还可指定特定的I/O流。

fopen()函数语法要点如表2.16所示。

表2.16 fopen()函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	FILE * fopen(const char * path, const char * mode)
函数传入值	path：包含要打开的文件路径及文件名
函数传入值	mode：文件打开状态，详细信息参考表2.17
函数返回值	成功：指向FILE的指针失败：NULL

其中，mode类似于open()函数中的flag，可以定义打开文件的访问权限等，表2.17说明了fopen()中mode的各种取值。

表2.17 mode取值说明

r或rb	打开只读文件，该文件必须存在
r+或r+b	打开可读写的文件，该文件必须存在
w或wb	打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即会擦写文件以前的内容；若文件不存在则建立该文件
w+或w+b	打开可读写文件，若文件存在则文件长度清为0，即会擦写文件以前的内容；若文件不存在则建立该文件
a或ab	以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件；如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留
a+或a+b	以附加方式打开可读写的文件。若文件不存在，则会建立该文件；如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留

注意：在每个选项中加入b字符用来告诉函数库打开的文件为二进制文件，而非纯文本文件。不过在Linux系统中会自动识别不同类型的文件而将此符号忽略。fdopen()函数语法要点如表2.18所示。

表2.18 fdopen()函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	FILE * fdopen(int fd, const char * mode)
函数传入值	fd：要打开的文件描述符
函数传入值	mode：文件打开状态，详细信息参考表2.17
函数返回值	成功：指向FILE的指针失败：NULL

freopen()函数语法要点如表2.19所示。

表2.19 freopen()函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	FILE * freopen(const char path, const char mode, FILE * stream)
函数传入值	path：包含要打开的文件路径及文件名
	mode：文件打开状态，详细信息参考表2.17
	stream：已打开的文件指针
函数返回值	成功：指向FILE的指针失败：NULL

2）关闭文件

关闭标准流文件的函数为fclose()，该函数将缓冲区内的数据全部写入到文件中，并释放系统所提供的文件资源。fclose()函数语法要点如表2.20所示。

表2.20 fclose()函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	int fclose(FILE * stream)
函数传入值	stream：已打开的文件指针
函数返回值	成功：0 失败：EOF

3）读文件

在文件流被打开后，可对文件流进行读写等操作，其中，读操作的函数为fread()。fread()函数语法要点如表2.21所示。

表2.21 fread()函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	size_t fread(void * ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE * stream)
函数传入值	ptr：存放读入记录的缓冲区
	size：读取的记录大小
	nmemb：读取的记录数
	stream：要读取的文件流
函数返回值	成功：返回实际读取到的nmemb数目失败：EOF

4）写文件

fwrite()函数用于对指定的文件流进行写操作。fwrite()函数语法要点如表2.22所示。

表2.22 fwrite()函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	size_t fwrite(const void * ptr,size_t size, size_t nmemb, FILE * stream)
函数传入值	ptr：存放写入记录的缓冲区
	size：写入的记录大小
	nmemb：写入的记录数
	stream：要写入的文件流
函数返回值	成功：返回实际写入到的nmemb数目失败：EOF

2、基本操作

文件打开之后，根据一次读写文件中字符的数目可分为字符输入/输出、行输入/输出和格式化输入/输出，下面分别对这3种不同的方式进行讨论。

1）字符输入/输出

字符输入/输出函数一次仅读写一个字符。其中字符输入/输出函数的语法要点如表2.23和表2.24所示。

表2.23 字符输入函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	int getc(FILE * stream) int fgetc(FILE * stream) int getchar(void)
函数传入值	stream：要输入的文件流
函数返回值	成功：下一个字符失败：EOF

表2.24 字符输出函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	int putc(int c, FILE * stream) int fputc(int c, FILE * stream) int putchar(int c)
函数返回值	成功：字符c 失败：EOF

这几个函数功能类似，其区别仅在于getc()和putc()通常被实现为宏，而fgetc()和fputc()不能实现为宏，因此，函数的实现时间会有所差别。

下面这个实例结合fputc()和fgetc()，将标准输入复制到标准输出中。

    /*fput.c*/
    #include<stdio.h>
    main()
    {
        int c;
        /* 把fgetc()的结果作为fputc()的输入 */
        fputc(fgetc(stdin), stdout);
    }

运行结果如下所示：

    $ ./fput
    w（用户输入）
    w（屏幕输出）

2）行输入/输出

行输入/输出函数一次操作一行，其中行输入/输出函数语法要点如表2.25和表2.26所示。

表2.25 行输入函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	char * gets(char s) char fgets(char s, int size, FILE * stream)
函数传入值	s：要输入的字符串 size：输入的字符串长度 stream：对应的文件流
函数返回值	成功：s 失败：NULL

表2.26 行输出函数语法要点

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	int puts(const char s) int fputs(const char s, FILE * stream)
函数传入值	s：要输出的字符串 stream：对应的文件流
函数返回值	成功：s 失败：NULL

这里以gets()和puts()为例进行说明，本实例将标准输入复制到标准输出中，如下所示：

    /*gets.c*/
    #include<stdio.h>
    main()
    {
        char s[80];
        fputs(fgets(s, 80, stdin), stdout);
    }

运行该程序，结果如下所示：

    $ ./gets
    This is stdin（用户输入）
    This is stdin（屏幕输出）

3）格式化输入/输出

格式化输入/输出函数可以指定输入/输出的具体格式，这里有读者已经非常熟悉的printf()、scanf()等函数，这里简要介绍一下它们的格式，如表2.27～表2.29所示。

表2.27 格式化输出函数1

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	int printf(const char format,…) int fprintf(FILE fp, const char format,…) int sprintf(char buf, const char *format,…)
函数传入值	format：记录输出格式 fp：文件描述符 buf：记录输出缓冲区
函数返回值	成功：输出字符数（sprintf返回存入数组中的字符数）失败：NULL

表2.28 格式化输出函数2

所需头文件	#include <stdarg.h> #include <stdio.h>
函数原型	int vprintf(const char format, va_list arg) int vfprintf(FILE fp, const char format, va_list arg) int vsprintf(char buf, const char *format, va_list arg)
函数传入值	format：记录输出格式 fp：文件描述符 arg：相关命令参数
函数返回值	成功：存入数组的字符数失败：NULL

表2.29 格式化输入函数

所需头文件	#include <stdio.h>
函数原型	int scanf(const char format,…) int fscanf(FILE fp, const char format,…) int sscanf(char buf, const char *format,…)
函数传入值	format：记录输出格式 fp：文件描述符 buf：记录输入缓冲区
函数返回值	成功：输出字符数（sprintf返回存入数组中的字符数）失败：NULL

由于本节的函数用法比较简单，并且常用，因此就不再举例了，请读者用到时自行查找其用法。

本文选自华清远见嵌入式培训教材《从实践中学嵌入式Linux应用程序开发》

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