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
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
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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