IO进程线程,标准IO函数

目录

一、什么是IO

二、IO分类

1. 文件IO函数

2. 标准IO函数 

三.、标准IO函数 

1. 流和流指针

1.1 FILE结构体成员

 2. 标准IO函数

2.1 fopen

2.2 perror

2.3 fclose

2.4 fprintf

2.5 fscanf

2.6 fputc

2.7 fgetc


一、什么是IO

I:input --->输入,从外部存储设备将数据输入到内存中。

O:output --->输出,数据从内存到外部存储设备。

总结:输入输出就是数据从外存到内存,内存到外存的流向。

二、IO分类

1. 文件IO函数

文件IO函数是由操作系统提供的基本IO函数,与操作系统绑定,又称之为系统调用。

特点:

  1. 移植性低,只能运行在对应的操作系统中。
  2. 文件IO函数涉及到用户空间到内核空间的切换、cpu模式的切换、C代码调用汇编指令等,属于一种耗时操作,应该尽量减少文件IO函数的使用。
  3. 若要操作内核,只能使用文件IO函数。

2. 标准IO函数 

标准IO函数根据ANSI标准,对文件IO函数二次封装(printf,scanf, getchar, putchar)。最终标准IO函数依然会去调用文件IO函数。

特点:

  1. 提高代码的可移植性和复用性
  2. 提高输入输出效率(在用户空间设置一个缓冲区,缓冲区满或者满足一定条件后,调用文件IO函数)。

三.、标准IO函数 

1. 流和流指针

流:字节流,将数据一个一个的移入或移出缓冲区的形式叫做字节流。

流指针(FILE*):当要做IO操作的时候,就需要打开一个对应的文件。每打开一个文件,都会在内存中申请一片缓冲区。管理维护这片空间的变量都存储在FILE结构体中,FILE结构体由操作系统定义。

1.1 FILE结构体成员

struct _IO_FILE
{
    char* _IO_buf_base;   //缓冲区的起始地址
    char* _IO_buf_end;    //缓冲区的结尾地址
    int _fileno;   //文件描述符
}

缓冲区大小:尾地址-首地址。 

1.2 标准流指针

标准输入流指针

FILE *stdin

该流指针对应的文件是终端文件,从stdin流指针获取数据的时候是从终端获取数据; scanf gets getchar函数默认封装的就是stdin流指针。

标准输出流指针

FILE *stdout

该流指针对应的文件是终端文件,通过stdout流指针,可以将数据输出到终端; printf puts putchar默认封装的就是stdout流指针;

标准错误输出流指针

FILE *stderr

该流指针对应的文件是终端文件,通过stderr流指针,可以将数据输出到终端;

 2. 标准IO函数

fopen      /  fclose     打开/关闭文件
fprintf    /  fscanf 
fputc      /  fgetc
fputs      /  fgets
fwrite     /  fread
fseek                     修改文件偏移量,可以理解为光标位置
ftell

2.1 fopen

功能:打开一个文件

原型:

#include 
FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);

参数:

        char *pathname:指定要打开的文件路径以及名字;

        char *mode:以什么方式打开文件;

打开文件的方式:

        r:以读的方式打开文件; 流在文件开头位置,若要读取文件,则从开头开始读取 若文件不存在,打开失败。

        r+:以读写的方式打开文件; 流在文件开头位置,若要读写取文件,则从开头开始操作 若文件不存在,打开失败。

        w:以写的方式打开文件,若要写文件,则从开头开始操作;若文件不存在,则会创建文件,并打开;若文件存在,则清空文件,并打开。

        w+:以读写的方式打开文件,若要读写取文件,则从开头开始操作;若文件不存在,则会创建文件,并打开;若文件存在,则清空文件,并打开。

        a:以写的方式打开文件,若要写取文件,则从结尾开始操作;若文件不存在,则会创建文件,并打开;若文件存在,则文件的流在文件结尾,不清空。 

        a+:以读写方式打开文件,若文件不存在,则会创建文件,并打开;若文件存在,则流的初始位置: 1. 若开始是读文件,则流在文件开头 2. 若开始是写文件,则流在文件结尾。

返回值: 

        成功,返回FILE *类型指针。

        失败,返回NULL,同时更新errno。

errno:本质上是一个整型数,不同的错误会更新不同的errno; 

2.2 perror

功能:根据errno,打印对应的错误信息。

原型:

#include 
void perror(const char *s);

参数:

        char *s:用于提示的字符串;

2.3 fclose

功能:关闭指定的文件; 释放资源,例如缓冲区空间。若不关闭,则可能会造成内存泄漏。

原型:

#include 
int fclose(FILE *stream);

参数:

        FILE *stream:指定要关闭的文件对应的流指针;。

返回值:

         成功,返回0。

         失败,返回EOF,同时更新errno。

# define EOF (-1)

2.4 fprintf

功能:将数据格式化输出到指定文件中。

原型:

#include 
int printf(const char *format, ...);     
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

参数:

        FILE *stream:流指针,指定要输出到哪个文件中,就填对应文件的流指针。

        char *format:格式化字符串:字符,占位符,转义字符。

        ...:不定参数,不定数据个数,不定数据类型。

返回值:

        成功,返回被打印的字符个数。

        失败,返回负数。

2.5 fscanf

功能:从指定文件中格式化读取数据; scanf fscanf的%s %d默认不识别空格、\n,、\t。%c获取单个字符会识别空格、换行。

原型:

#include 
int scanf(const char *format, ...);
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

参数:

        FILE *stream:流指针,从哪个文件中读取,填对应的流指针。

        char *format:格式化字符串:字符、占位符、转义字符。

        ...:不定参数、不定数据个数、不定数据类型。

返回值:

        成功,返回成功读取的数据个数;

        失败或文件读取完毕,返回EOF,同时更新era

2.6 fputc

功能:将单个字符打印到指定的文件中。

原型:

#include 
int fputc(int c, FILE *stream);
int putchar(int c);

参数:

         int c:指定要输出的字符对应的字符形式或者整型形式,填'a', 也可以填97。

        FILE *stream:流指针,想要打印到哪个文件中就填哪个文件对应的流指针。

返回值:

        成功,返回成功输出字符对应的整型形式。

        失败,返回EOF。

2.7 fgetc

功能:从指定文件中读取单个字符。

原型:

#include 
int fgetc(FILE *stream);

参数:

        FILE *stream:指定要从哪个文件中读取。

返回值:

        成功,返回成功读取到的字符对应的整型形式。

        当文件读取完毕或者函数运行失败,返回EOF。

2.8 fputs

功能:将字符串输出到指定的文件中; fputs不会自动补充\n

原型:

#include 
int fputs(const char *s, FILE *stream);
int puts(const char *s);

参数:

        char *s:指定要输出的字符串的首地址;

         FILE *stream:流指针;

返回值:

        成功,返回非负数>=0;

        失败,返回EOF;

2.9 fgets

功能:从指定文件中获取字符串;

  1. 最多获取size-1个字节,因为fgets函数在停止读取后,后自动在有效字符的最后一个字节补上\0
  2. 会获取空格;会获取\n字符        
  3. 遇到\n字符后停止读取,且会获取\n字符;

原型:

#include 
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

参数:

        char *s:存储获取到的字符串;         

        int size:size-1         

        FILE *stream:流指针;

返回值:

        成功,返回存储数据空间的首地址;

        失败,返回NULL; 当读取到文件结尾,且没有任何数据被读取出来,返回NULL;

 

 

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