Linux IO 进程课程 Day3 学习要点总结

原创已于 2025-06-15 20:00:59 修改 · 610 阅读

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#linux #学习 #java

于 2025-06-15 20:00:39 首次发布

该文档主要讲解了 C 语言中标准 IO 库的相关操作，包括流的刷新、定位，格式化输入输出函数的使用，以及一个标准 IO 实战练习

一、流的刷新

1. `fflush`函数

函数原型：int fflush(FILE *fp);
功能：将流缓冲区中的数据写入实际文件。
返回值：成功返回 0，出错返回 EOF。
注意事项：
- 在 Linux 下只能刷新输出缓冲区，输入缓冲区会被丢弃。
- 若输出目标为屏幕，可使用fflush(stdout)。

2. 代码示例

示例 1：刷新标准输出到屏幕

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
    printf("abcdefg");
    fflush(stdout);  // 刷新标准输出缓冲区
    while (1) {
        sleep(1);
    }
}

示例 2：刷新文件流

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
    FILE *fp = fopen("1.txt", "w");
    if (fp == NULL) {
        perror("fopen");
        return 0;
    }
    fwrite("abcdef", 7, 1, fp);
    fflush(fp);  // 刷新文件流缓冲区
    while (1) {
        sleep(1);
    }
}

二、流的定位

1. 相关函数

ftell函数
- 原型：long ftell(FILE *stream);
- 功能：获取流的当前读写位置。
- 返回值：成功返回位置偏移量，出错返回 EOF。
fseek函数
- 原型：long fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
- 功能：定位流的读写位置。
- 参数：
  - whence：定位基准，可选值为SEEK_SET（文件开头）、SEEK_CUR（当前位置）、SEEK_END（文件末尾）。
  - offset：偏移量（可正可负）。
- 返回值：成功返回 0，出错返回 EOF。
rewind函数
- 原型：void rewind(FILE *stream);
- 功能：将流的读写位置重置到文件开头。
- 等价于：fseek(fp, 0, SEEK_SET);

2. 代码示例

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
    FILE *fp = fopen("1.txt", "w");
    if (fp == NULL) {
        perror("fopen");
        return 0;
    }
    fwrite("abcdef", 6, 1, fp);
    printf("current fp=%d\n", (int)ftell(fp));  // 输出当前位置
    rewind(fp);  // 重置位置到开头
    printf("After rewind fp=%d\n", (int)ftell(fp));
    fwrite("vvv", 3, 1, fp);
}

3. 注意事项

文件以a（追加）模式打开时，fseek无效。
三个函数仅适用于 2G 以下的文件。

三、格式化输出

1. `fprintf`函数

原型：int fprintf(FILE *stream, const char *fmt, ...);
功能：将数据格式化输出到文件流。
返回值：成功返回输出的字符数，出错返回 EOF。

2. `sprintf`函数

原型：int sprintf(char *s, const char *fmt, ...);
功能：将数据格式化输出到字符串。
返回值：成功返回输出的字符数，出错返回 EOF。
应用场景：字符串拼接（如日期格式化）。

3. 代码示例

示例 1：输出到字符串

#include <stdio.h>
int main() {
    char buf[100] = {0};
    int year = 2021, month = 10, day = 1;
    sprintf(buf, "%d-%d-%d", year, month, day);
    printf("%s\n", buf);  // 输出：2021-10-1
}

示例 2：输出到文件

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fp = fopen("ftest.txt", "w");
    if (fp == NULL) {
        perror("fopen");
        return 0;
    }
    int year = 2021, month = 10, day = 1;
    fprintf(fp, "%d-%d-%d\n", year, month, day);
    fclose(fp);
}

四、格式化输入

1. `fscanf`函数

原型：int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
功能：从文件流中按格式读取数据。
返回值：成功返回读取的项数，出错返回 EOF。

2. `sscanf`函数

原型：int sscanf(const char *str, const char *format, ...);
功能：从字符串中按格式读取数据。
返回值：成功返回读取的项数，出错返回 EOF。

3. 代码示例

示例 1：从文件读取

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fp = fopen("ftest.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("fopen");
        return 0;
    }
    int year, month, day;
    fscanf(fp, "%d-%d-%d", &year, &month, &day);
    printf("%d,%d,%d\n", year, month, day);
    fclose(fp);
}

示例 2：从字符串读取

#include <stdio.h>
int main() {
    char buf[100] = {0};
    int year = 2021, month = 10, day = 1;
    sprintf(buf, "%d-%d-%d", year, month, day);
    int syear, smonth, sday;
    sscanf(buf, "%d-%d-%d", &syear, &smonth, &sday);
    printf("%d,%d,%d\n", syear, smonth, sday);
}

五、标准 IO 练习：定时写入系统时间

1. 需求

每隔 1 秒向test.txt文件追加当前系统时间，格式为序号, 年-月-日时:分:秒。
程序无限循环，序号递增（基于文件已有行数）。

2. 关键函数

time()：获取从 1970 年至今的秒数（time_t time(time_t *seconds)）。
localtime()：将秒数转换为本地时间（struct tm *localtime(const time_t *timer)）。
struct tm结构体：包含年、月、日等时间字段（注意tm_mon需 + 1，tm_year需 + 1900）。

3. 代码实现

#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main() {
    FILE *fp = fopen("test.txt", "a+");
    if (fp == NULL) {
        perror("fopen");
        return 0;
    }
    // 计算文件已有行数
    int linecount = 0;
    char buf[32] = {0};
    while (fgets(buf, 32, fp) != NULL) {
        if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n') {
            linecount++;
        }
    }
    // 循环写入时间
    while (1) {
        time_t ctime = time(NULL);
        struct tm *ctimestr = localtime(&ctime);
        // 格式化输出时间
        printf("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
               ctimestr->tm_year + 1900, ctimestr->tm_mon + 1, ctimestr->tm_mday,
               ctimestr->tm_hour, ctimestr->tm_min, ctimestr->tm_sec);
        // 写入文件
        fprintf(fp, "%d, %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
                linecount, ctimestr->tm_year + 1900, ctimestr->tm_mon + 1, ctimestr->tm_mday,
                ctimestr->tm_hour, ctimestr->tm_min, ctimestr->tm_sec);
        fflush(fp);  // 刷新缓冲区到磁盘
        linecount++;
        sleep(1);  // 间隔1秒
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}