UNIX环境高级编程-标准IO

• 什么标准IO？
  为了说明这个概念，这里我们讲述一个例子。

门卫老大爷负责把公司里的信件送到到邮局，

下面有两种送法：

1他去一次邮局要花费 10 分钟的时间，而每次最多能送 20 封信，每当信件累计到 20 封的时候他就要动身去邮局了。

2但是当他收到一封加急的邮件时，就会立即去一趟邮局。

系统 IO 就好比每收到一封信时都要去一趟邮局，所以实时性高。而标准 IO 就好比要攒够 20 封信才去一趟邮局，所以吞吐量高，因为用户把信件交到老大爷的手上时就会立即返回，响应速度快，用户体验更好。而我们使用 fflush(3) 之类的函数强制刷新缓冲的时候，就相当于是老大爷收到了一封加急信件需要立即去一趟邮局送信。

标准io与系统io的比较

 

类型	可移植性	实时性	吞吐量	功能
STDIO	高	低	高	受限
SYSIO	低	高	低	自由

 

表格中的每一项都是两者之间相对而言，使用哪种 IO 并没有绝对的好坏之分，要根据实际的需求来决定应该使用哪个。

 

可移植性：

 

　　标准 IO 是 C89 支持的函数，所以使用了标准 IO 的程序无论在 Linux 平台还是换成了 Windows 平台，不用修改代码是可以直接编译运行的。

 

　　而系统 IO 是由内核直接提供的函数库实现的，不同的操作系统平台上提供的 IO 操作接口是不同的，所以想要移植使用了系统 IO 的程序，必须按照目标平台的 IO 库修改程序并重新调试。

 

　　所以你写的程序将来可能在不同的平台上运行，那么最好使用标准 IO 库；如果你的程序是专门针对于某个平台而开发的，那么使用系统 IO 库能够得到我们下面说的其它优势。

 

 

• 涉及的知识

   流和ＦＩＬＥ

 

缓冲：

 

标准io提供缓存的目的是尽可能减少使用read和write调用的数量。它也对每个io流自动地今次那个缓存管理，避免了应用程序需要考虑这一点带来的麻烦。它提供三种类型的缓存

• 全缓存。这种情况下，当填满标准io缓存后才进行实际io操作。对于驻在磁盘上的文件通常是由标准io库实施全缓存。在一个流上执行第一次io操作时，相关标准io函数通常调用malloc获取使用的缓存。缓存可由标准io例程自动执行刷新（例如当填满一个缓存）或者可以调用fflush（）刷新一个流。
• 行缓存。这种情况下，当输入和输出中遇到新行标准（或者缓存区写满）io库执行io操作。这允许我们一次输出一个字符，但只有在写了一行后才进行实际的io操作。当流设计一个终端时，典型地使用行缓存。
• 不带缓存。标准io库不对字符进行缓存。如果用标准io函数写若干字符到不带缓存的流中，则相当于用write系统调用函数将这
  
  一般来说，标准出错是不带缓冲区的，打开终端设备流（如：stdin，stdout）为行缓冲，其他时候为全缓冲；
  
  这里涉及到了3个函数：
  更改缓冲类型：
  打开和关闭缓冲机制：void setbuf(FILE *steam, char *buf);
  更改流的缓冲模式：int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int type, unsigned size);
  刷新缓冲区：
  强制刷新一个流：int fflush(FLIE＊stream);

EOF的什么？
　　　　----------> 详见另一篇博文
 

 

• 标准IO涉及的常用操作

打开：打开一个流

函数原型：FILE * fopen (const char * path,const char * mode);

返回值：文件顺利打开后，指向该流的文件指针就会被返回。如果文件打开失败则返回NULL，并把错误代码存在errno中。一般而言，打开文件后会做一些文件读取或写入的动作，若打开文件失败，接下来的读写动作也无法顺利进行，所以一般在fopen()后作错误判断及处理。

参数说明：

参数path 字符串包含欲打开的文件路径及文件名，参数mode字符串则代表着流形态。

mode有下列几种形态 字符串:

r 　  以 只读方式打开文件，该文件必须存在。

r+ 　以可读写方式打开文件，该文件必须存在。

w 　 打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。

w+　打开可读写文件，若文件存在则文件长度清为零，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。

a  　 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。（ EOF符保留）

a+   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后，即文件原先的内容会被保留。 （原来的EOF符不保留）

 

• 注意：字段“b” 和其组合有些C编译系统可能不完全提供所有这些功能 。并且有的C版本不用"r+","w+","a+",而用"rw","wr","ar"等，读者注意所用系统的规定。
• 1.在windows系统中，文本模式下，文件以"\r\n"代表换行。若以文本模式打开文件，并用fputs等函数写入换行符"\n"时，函数会自动在"\n"前面加上"\r"。即实际写入文件的是"\r\n"
• 2.在类Unix/Linux系统中文本模式下，文件以"\n"代表换行。所以Linux系统中在文本模式和二进制模式下并无区别。

关闭：关闭一个流

函数原型：int fclose( FILE *fp );

 

返回值：如果流成功关闭，fclose 返回 0，否则返回EOF（-1）。（如果流为NULL，而且程序可以继续执行，fclose设定error number给EINVAL，并返回EOF。）

 。注意：使用fclose()函数就可以把缓冲区内最后剩余的数据输出到内核缓冲区，并释放文件指针和有关的缓冲区。

 

两个常用错误输出函数：

perror:将上一个函数发生错误的原因直接输出到 stdout

函数原型 ：void perror ( const char * str );

参数：str ：参数str所指的字符串会先打印出，后面再加上错误原因字符串。此错误原因依照全局变量errno的值来决定要输出的字符串。

注意：perror输出错误的时效

 

strerror: 将单纯的错误标号转为字符串描述

函数原型 ：char*strerror(int errnum);

参数：errnum：错误标号，通常用errno(标准错误号，定义在errno.h中)

返回值：指向错误信息的指针（即：错误的描述字符串）

 

 

• 标准IO中遇到的问题

 

转载于:https://www.cnblogs.com/jonwei/articles/6283432.html