Linux软件编程----标准IO
目录
IO：输入输出
1.标准IO
2.特殊的流
3.缓存：
1.全缓存
2.行缓存
3.不缓存
4.函数接口
1.fopen
2.fclose
3.setvbuf
4.fputc
5.fgetc
6.fgets
7.fputs
8.fscanf
9.fprintf
10.fread
11.fwrite
IO：输入输出
操作对象：文件
Linux系统一切皆是文件：
文件分类：
1.block b 块设备文件 按块扫描设备信息的文件
2.char c 字符设备文件 按字符扫描设备信息的文件
3.directory d 目录文件 保存或管理文件
4. - 普通文件 保存数据信息的文件（代码、图片、音视频、压缩包等）
5.link l 链接文件 指向其他文件的文件（类似与window系统的快捷方式）
6.socket s 套接字文件 用于进程间通信
7.pipe p 管道文件 用于进程间通信
1.标准IO
stdio.h
主要操作普通文件
1.打开文件
2.读写文件
3.关闭文件
2.特殊的流
默认打开的流
stdin 标准输入流 行缓存
stdout 标准输出流 行缓存
stderr 标准错误流 不缓存
gets、getchar、scanf是基于stdin实现的
puts、putchar、printf是基于stdout实现的
perror是基于stderr
3.缓存：
1.全缓存
4096 （4k）
缓存区满刷新
与文件建立的缓存一般为全缓存
刷新条件：
1.缓存区存满了刷新
2.fflush函数接口刷新
3.关闭流时会刷新（fclose）
2.行缓存
1024 （1k）
遇到\n刷新
与终端建立的缓存都是行缓存
刷新条件：
1.缓存区满刷新
2.遇到\n刷新
3.fflush函数刷新
4.关闭流时会刷新
3.不缓存
0 0k
立即刷新
刷新条件：
1.立即刷新
1.对设备的操作不允许缓存
2.通信不允许缓存
3.出错处理不缓存
4.函数接口
1.fopen
FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);
功能：
打开pathname对应的文件并建立一个文件流
参数：
pathname：文件路径
mode：打开方式
r 只读 如果文件存在则只读打开
如果文件不存在报错
r+ 读写 如果文件存在则读写打开
如果文件不存在报错
w 只写 如果文件存在则清0,只写打开
如果文件不存在则创建
w+ 写读 如果文件存在则清0,读写打开
如果文件不存在则创建
a 追加只写 如果文件存在则追加只写打开
如果文件不存在则创建
a+ 追加读写 如果文件存在则追加读写打开
如果文件不存在则创建
返回值：
成功返回FILE*的指针（所以要定义一个FILE类型的指针去接收返回的指针）
失败返回NULL并且将错误码置位
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; fp = fopen("a.txt", "r"); //定义一个指针去接受返回的指针 if (NULL == fp) { perror("打开 a.txt 文件失败"); //perror会显示打开失败的原因 return -1; } //判断是否打开失败 return 0; } 2.fclose
int fclose(FILE *stream);
功能：
关闭流
参数：
stream:文件流
返回值：
成功返回0
失败返回EOF（-1）
3.setvbuf
int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);
功能：
改变流的缓存类型
参数：
stream:文件流
buf:缓存区的首地址
mode:
_IOFBF 全缓存
_IOLBF 行缓存
_IONBF 不缓存
size:缓存区大小
返回值：
成功返回0
失败返回非0
#include int main(void) { char tmpbuff[4096] = {0}; //全缓存内存为4K，所以定义一个4k大小的缓存区。 #if 0 setvbuf(stdout, tmpbuff, _IOFBF, 4096); printf("stdout被切换为全缓存\n"); //改变为全缓存，这时候运行不会打印 setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0); printf("stdout被切换为不缓存\n"); //改变为不缓存，这时候运行有\n的会被打印，没有的不会打印 #endif setvbuf(stdout, tmpbuff, _IOLBF, 1024); //改编为行缓存 printf("hello world!\n"); while (1) { } //while循环是为了不让代码结束这样才能看到全缓存的效果 return 0; } 4.fputc
int fputc(int c, FILE *stream);
功能：
向流中写入一个字符
参数：
c:写入的字符
stream:文件流指针
返回值：
成功返回写入字符的ASCII码值
失败返回EOF（-1）
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; char ch = 'A'; /* 打开文件 */ fp = fopen("a.txt", "w");//接收文件的地址 if (NULL == fp) { perror("fopen a.txt failed"); return -1; } /* 读写文件 */ fputc('a', fp); fputc(ch, fp); fputc(ch+32, fp); /* 关闭文件 */ fclose(fp); return 0; } 练习：
1.编写程序利用fputc将"hello world"写入到file.txt文件中
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; char str[32] = {"hello world"}; char *p = str; fp = fopen("file.txt", "w"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } while (*p != '\0') { fputc(*p, fp); p++; }//用循环将所有的字符全部写入 fclose(fp); return 0; } 5.fgetc
int fgetc(FILE *stream);
功能：
从流中读取下一个字符
参数：
stream:文件流指针
返回值：
成功返回读到字符的ASCII码值（所以接收数据的变量定义为int型）。
失败或者读到文件末尾返回EOF
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; int ch = 0;//因为返回的是ASCII的值，所以定义为int型 fp = fopen("file.txt", "r"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } while (1) { ch = fgetc(fp); if (EOF == ch) { break; } printf("%c", ch);//因为是自动获取下一个所以不需要地址跳转下一个地址的代码 } fclose(fp); return 0; } 等价
ch = getchar();//在终端中得到字符
ch = fgetc(stdin);//在文件流中得到字符
putchar(ch);//给终端输入字符
fputc(ch, stdout);//给文件流输入字符
作业:
1.编写一个程序将a.txt文件中的所有内容拷贝到b.txt文件中
2.编写一个程序,从终端输入文件名,统计出该文件内容(纯英文)中出现频率最高的字符及其出现次数
a.txt
6.fgets
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
功能：
从流中读取一行字符串
参数：
s：用于存放读取到的字符串
size：字符串的长度
stream：文件流指针
返回值：
成功返回存放字符串空间首地址
失败或者读到文件末尾返回NULL
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; char *pret = NULL; char tmpbuff[4096] = {0}; fp = fopen("file.txt", "r"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } while (1) { pret = fgets(tmpbuff, sizeof(tmpbuff), fp); if (NULL == pret) { break; } printf("%s", tmpbuff); } fclose(fp); return 0; } 7.fputs
int fputs(const char *s, FILE *stream);
功能：
向流中写入一个字符串
参数：
s：字符串的首地址
stream：文件流指针
返回值：
成功返回非负数
失败返回EOF
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; char tmpbuff[1024] = {"how are you"}; fp = fopen("file.txt", "w"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } fputs("hello world", fp); fputs(tmpbuff, fp); fclose(fp); return 0; } 练习：利用fgets和fputs实现将一个文件中的内容拷贝到另一个文件中
#include /*************************************************** * 函数名:CopyAsciiFileContent2 * 功 能: * 将srcfile中的文件内容拷贝到dstfile文件中 * 参 数: * dstfile:目的文件的文件路径 * srcfile:源文件的文件路径 * 返回值: * 成功返回0 * 失败返回-1 * 注意事项： * 1.该函数只能拷贝ASCII普通文件内容 **************************************************/ int CopyAsciiFileContent2(const char *dstfile, const char *srcfile) { FILE *fsrc = NULL; FILE *fdst = NULL; char tmpbuff[4096] = {0}; char *pret = NULL; fsrc = fopen(srcfile, "r"); if (NULL == fsrc) { goto err1; } fdst = fopen(dstfile, "w"); if (NULL == fdst) { goto err2; } while (1) { pret = fgets(tmpbuff, sizeof(tmpbuff), fsrc); if (NULL == pret) { break; } fputs(tmpbuff, fdst); } fclose(fsrc); fclose(fdst); return 0; err2: fclose(fsrc); err1: return -1; } int main(void) { char srcfile[256] = {0}; char dstfile[256] = {0}; int ret = 0; ret = CopyAsciiFileContent2("a.txt", "stdio.h"); if (-1 == ret) { printf("拷贝内容失败\n"); } printf("拷贝内容成功\n"); return 0; } 注意：
puts(tmpbuff);
fputs(tmpbuff, stdout);
puts会多打印一个\n字符
gets(tmpbuff);
fgets(tmpbuff, sizeof(tmpbuff), stdin);
gets会去掉用户输入\n字符
fgets不会去掉用户输入的\n字符
#include #include int main(void) { char tmpbuff[1024] = {0}; gets(tmpbuff); printf("tmpbuff = %s\n", tmpbuff); fgets(tmpbuff, sizeof(tmpbuff), stdin); tmpbuff[strlen(tmpbuff)-1] = '\0'; printf("tmpbuff = %s\n", tmpbuff);//去掉fgets接受的\n,强行转为\0. #if 0 puts("hello world"); fputs("hello world", stdout); #endif return 0; } 8.fscanf
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
功能:
从流中读取格式化字符串
fscanf(stdin, ...);
scanf(...);
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; int num1 = 0; int num2 = 0; fp = fopen("file.txt", "r"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } fscanf(fp, "num1 = %d, num2 = %d", &num1, &num2); fclose(fp); printf("num1 = %d, num2 = %d\n", num1, num2); return 0; } 注意：fscanf目标文件的内容的时候，格式必须和文件里的内容一致，使用起来比较繁琐。
9.fprintf
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
功能：
向流中写入格式化字符串
fprintf(stdout, ...);
printf(...);
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; int num1 = 100; int num2 = 200; fp = fopen("file.txt", "w"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } fprintf(fp, "hello world\nnum1 = %d, num2 = %d\n", num1, num2); fclose(fp); return 0; } 练习:
将score.csv中每个学生的成绩获得平均值逐行写入到avg.csv中
#include int main(void) { FILE *fsrc = NULL; FILE *fdst = NULL; int score1 = 0; int score2 = 0; int score3 = 0; double avgscore = 0; int ret = 0; fsrc = fopen("score.csv", "r"); if (NULL == fsrc) { perror("fail to fopen"); return -1; } fdst = fopen("avg.csv", "w"); if (NULL == fdst) { perror("fail to fopen"); fclose(fsrc); return -1; } while (1) { ret = fscanf(fsrc, "%d,%d,%d", &score1, &score2, &score3); if (EOF == ret) { break; } avgscore = (score1 + score2 + score3) / 3.0; fprintf(fdst, "%.2lf\n", avgscore); } fclose(fsrc); fclose(fdst); return 0; 技巧：在使用fprintf和fscanf的时候，可以先像写printf和scanf的时候的格式写，之后在补充目标文件流。
10.fread
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
功能：
从流中读取nmemb个对象,每个对象size个字节,在ptr指向的空间中存放
参数：
ptr:存放数据空间的首地址
size:每个对象的大小
nmemb:写入对象的个数
stream:文件流指针
返回值：
成功返回实际读取对象的个数（最好用size_t 类型的变量接收）
失败或者读到文件末尾返回0
#include typedef struct student { char name[32]; char sex; int age; int score; }stu_t; int main(void) { FILE *fp = NULL; stu_t temp; stu_t s[4]; int i = 0; size_t nret = 0; fp = fopen("file.txt", "r"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } nret = fread(s, sizeof(stu_t), 4, fp); for (i = 0; i < nret; i++) { printf("姓名:%s\n", s[i].name); printf("性别:%c\n", s[i].sex); printf("年龄:%d\n", s[i].age); printf("成绩:%d\n", s[i].score); } fclose(fp); return 0; } 11.fwrite
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
功能：
向流中写入nmemb个对象,每个对象size个字节,在ptr指向的空间中存放
参数：
ptr:写入数据空间的首地址
size:每个对象的大小
nmemb:写入对象的个数
stream:文件流指针
返回值：
成功返回实际写入对象的个数
失败返回0
#include typedef struct student { char name[32]; char sex; int age; int score; }stu_t; int main(void) { FILE *fp = NULL; stu_t a = {"张三", 'm', 19, 100}; stu_t b = {"李四", 'f', 18, 90}; stu_t s[2] = { {"王二", 'm', 16, 90}, {"赵五", 'f', 14, 30}, }; size_t nret = 0; fp = fopen("file.txt", "w"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } nret = fwrite(&a, sizeof(a), 1, fp); printf("nret = %ld\n", nret); nret = fwrite(&b, sizeof(b), 1, fp); printf("nret = %ld\n", nret); nret = fwrite(s, sizeof(stu_t), 2, fp); printf("nret = %ld\n", nret); fclose(fp); return 0; } 作业：
1.从终端输入一个单词,打印出该单词的含义
练习：
1.利用fread和fwrite实现文件的拷贝
char tmpbuff[4096];
图片的拷贝
#include int main(void) { FILE *fsrc = NULL; FILE *fdst = NULL; size_t nret = 0; char tmpbuff[4096] = {0}; //打开源文件 fsrc = fopen("src.jpg", "r"); if (NULL == fsrc) { perror("fail to fopen"); return -1; } //打开目的文件 fdst = fopen("dst.jpg", "w"); if (NULL == fdst) { perror("fail to fopen"); fclose(fsrc); return -1; } while (1) { nret = fread(tmpbuff, 1, sizeof(tmpbuff), fsrc); if (0 == nret) { break; } fwrite(tmpbuff, 1, nret, fdst); } fclose(fsrc); fclose(fdst); return 0; } 2.标准IO
1.打开文件 fopen
2.读写文件 fgetc fputc
fgets fputs
fscanf fprintf
fread fwrite
3.关闭文件 fclose
12.fseek
流的定位
偏移量：读和写都在偏移量的位置进行
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
功能：
设置流的偏移量
参数:
stream：文件流指针
offset：偏移量
whence:
SEEK_SET 文件开头
SEEK_CUR 当前位置
SEEK_END 文件结尾
返回值:
成功返回当前偏移量
失败返回-1
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; fp = fopen("file.txt", "w"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } fseek(fp, 10, SEEK_SET); fputc('a', fp); fseek(fp, -5, SEEK_CUR); fputc('b', fp); fseek(fp, 0, SEEK_SET); fputc('c', fp); fclose(fp); return 0; } 13.ftell
long ftell(FILE *stream);
功能:
获取流的偏移量
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; long len = 0; fp = fopen("/usr/include/stdio.h", "r"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } fseek(fp, 0, SEEK_END); len = ftell(fp); printf("len = %ld\n", len); fclose(fp); return 0; } 14.rewind
void rewind(FILE *stream);
功能:
将流的偏移量重新设置到开头
fseek(fp, 0, SEEK_SET);
练习：
编写程序随便给定一个bmp图片文件名获得图片的宽度和高度
#include int main(void) { FILE *fp = NULL; int width = 0; int height = 0; fp = fopen("suibian.bmp", "r"); if (NULL == fp) { perror("fail to fopen"); return -1; } fseek(fp, 18, SEEK_SET); fread(&width, 4, 1, fp); fread(&height, 4, 1, fp); fclose(fp); printf("宽度:%d 高度:%d\n", width, height); return 0; }