APUE 2 - 第三章文件I/O学习-习题

本文介绍了APUE第二章关于文件I/O的内容,包括open, read, write, lseek, close等函数无缓冲机制的原因。同时,提供了实现dup2功能的代码,强调了在不使用fcntl的情况下正确处理错误。还讨论了fcntl的F_SETFD命令对文件描述符的影响,并通过示例解释了为何在某些程序中需要特定的dup2和close语句序列。" 49867611,2976561,解决ELK脚本字段通过API写入丢失单引号问题,"['Elasticsearch', 'Kibana', '脚本字段', 'API', '数据解析']

3.1 当读写磁盘文件时,本章中描述的函数是否有缓冲机制?请说明原因。

在本章中,I/O操作文件open,read,write,lseek,close均没有缓冲机制,因为不带缓冲的I/O。不带缓冲,即每个read和write都调用内核中的一个系统调用。

3.2 编写一个与3.12节中dup2功能相同的函数,要求不调用fcntl函数,并且要有正确的出错处理

函数原型为:
dup2(int filedes,int filedes2);
dup2则可以用filedes2参数来指定新描述符的数值,如果filedes2已经代开,则先将其关闭。如果filedes等于filedes2,则dup2返回fildes2,而不去关闭它。

思路:
使用dup来实现,dup函数返回当前可用最小的数值,如果返回的数值和fileds2不相同,则关闭返回的文件描述符,然后接着调用dup直到得到为filedes的文件描述符。

代码如下:

#include <iostream>
#include "apue.h"
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>


#define MAXN 4096
#define OPEN_MAX 4096

using 
<think>好的,我现在需要帮助用户查找APUE(Advanced Programming in the UNIX Environment)书中第五章关于标准I/O库的知识小结。首先,我要回忆一下APUE这本书的结构,通常第五章确实涵盖了标准I/O库的相关内容,比如文件操作、缓冲机制、流的概念等。用户提到他们需要这一章的小结,所以我需要整理出主要的知识点。 根据用户提供的引用内容,特别是引用[1]中提到的全缓冲、行缓冲和不带缓冲这三种缓冲类型,这应该是第五章的重要内容之一。另外,打开流的函数如fopen、freopen、fdopen也在引用[1]中被提及,这些都是标准I/O库的核心函数。因此,我需要将这些内容整合到小结中。 接下来,我需要确保结构清晰,分点列出。可能的结构包括缓冲类型、文件操作函数、流的概念、错误处理等。同时,用户要求使用中文回答,并正确使用LaTeX格式,特别是行内公式用$...$,独立公式用$$...$$。不过在标准I/O库的小结中可能公式较少,但如果有相关的示例代码或数学表达式,比如缓冲区大小的计算,可能需要使用。 然后,生成相关问题。根据用户提供的示例,问题应该围绕章节的重点,例如缓冲类型的区别、函数的使用场景、错误处理的方法等。需要确保问题能够帮助用户巩固知识点。 另外,用户提到引用的内容需要自然添加引用标识。引用[1]到[4]中,只有引用[1]和引用[3]可能与标准I/O库相关,但引用[3]更多是关于进程组的,可能与当前主题关联不大。因此主要参考引用[1]的内容,并在适当的位置添加标识。 最后,要检查LaTeX语法是否正确,比如使用$int$表示变量时是否正确,是否有遗漏的符号。同时,回答要符合用户给出的结构,先进行知识小结,再列出相关问题。 现在,我需要组织这些信息,确保覆盖第五章的主要知识点,并按照用户的要求呈现。可能遗漏的部分需要确认,比如标准I/O库的其他功能,如格式化输入输出、临时文件处理等,但根据提供的引用,用户可能更关注缓冲机制和文件操作。因此,重点放在缓冲类型、文件打开关闭函数、流的概念、以及错误处理上。</think>### APUE第五章 标准I/O库 知识小结 #### 一、核心特性 1. **缓冲机制** - **全缓冲**:填满标准I/O缓冲区后才执行实际I/O操作(如磁盘文件操作)[^1] - **行缓冲**:遇到换行符或缓冲区满时执行I/O(如终端输入输出) - **不带缓冲**:直接执行I/O操作(如标准错误流`stderr`)[^1] 2. **流与文件指针** 标准I/O库通过`FILE`类型指针操作流,包含文件描述符、缓冲区指针、当前读写位置等元数据。 3. **打开与关闭流** - `fopen`:打开文件并关联流 - `freopen`:重定向流到新文件 - `fdopen`:将文件描述符转换为流 - `fclose`:关闭流并释放缓冲区 #### 二、关键函数 1. **格式化I/O** ```c printf("Value: %d\n", x); // 格式化输出 scanf("%s", buffer); // 格式化输入 ``` 2. **二进制I/O** ```c fread(buffer, size, count, stream); // 读取二进制数据 fwrite(buffer, size, count, stream); // 写入二进制数据 ``` 3. **定位流** - `fseek`:设置文件位置指示器 - `ftell`:获取当前偏移量 - `rewind`:重置到文件起始位置 #### 三、高级特性 1. **临时文件** ```c FILE *tmpfile(void); // 创建临时文件(自动删除) char *tmpnam(char *s); // 生成唯一临时文件名 ``` 2. **缓冲控制** ```c setvbuf(stream, buf, mode, size); // 自定义缓冲模式 ``` 3. **错误处理** - `ferror`:检测流错误标志 - `feof`:检测文件结束标志 - `clearerr`:清除错误标志 $$ \text{缓冲区大小计算公式:}\quad \text{BufferSize} = \text{BUFSIZ} \times n \quad (n \in \mathbb{N}^+) $$
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