IO函数整理

先来了解下什么是标准IO以及文件IO。

标准IO：标准I/O是ANSI C建立的一个标准I/O模型，是一个标准函数包和stdio.h头文件中的定义，具有一定的可移植性。标准IO库处理很多细节。例如缓存分配，以优化长度执行IO等。标准的IO提供了三种类型的缓存。

①全缓存：当填满标准IO缓存后才进行实际的IO操作。 
②行缓存：当输入或输出中遇到新行符时，标准IO库执行IO操作。 
③不带缓存：stderr就是了。

文件IO：文件IO称之为不带缓存的IO（unbuffered I/O)。不带缓存指的是每个read，write都调用内核中的一个系统调用。也就是一般所说的低级I/O——操作系统提供的基本IO服务，与os绑定，特定于linix或unix平台。

２区别

首先：两者一个显著的不同点在于，标准I/O默认采用了缓冲机制，比如调用fopen函数，不仅打开一个文件，而且建立了一个缓冲区（读写模式下将建立两个缓冲区），还创建了一个包含文件和缓冲区相关数据的数据结构。低级I/O一般没有采用缓冲，需要自己创建缓冲区，不过其实在linix或unix系统中，都是有使用称为内核缓冲的技术用于提高效率，读写调用是在内核缓冲区和进程缓冲区之间进行的数据复制。

其次从操作的设备上来区分，文件I/O主要针对文件操作，读写硬盘等，它操作的是文件描述符，标准I/O针对的是控制台，打印输出到屏幕等，它操作的是字符流。对于不同设备得特性不一样，必须有不同api访问才最高效。

最后来看下他们使用的函数

	标准ＩＯ	文件ＩＯ(低级IO)
打开	fopen,freopen,fdopen	open
关闭	fclose	close
读	fscanf，getc,fgetc,fgets fread getchar(从标准输入读),gets(从标准输入读取)	read
写	putc,fputc,putchar fputs,puts, fwrite	write

1.fopen与open

标准I/O使用fopen函数打开一个文件：

FILE* fopen(const char* path,const char *mod)

其中path是文件名，mod用于指定文件打开的模式的字符串，比如"r","w","w+","a"等等，可以加上字母b用以指定以二进制模式打开（对于 linux系统，只有一种文件类型，因此没有区别）,如果成功打开，返回一个FILE文件指针，如果失败返回NULL,这里的文件指针并不是指向实际的文 件，而是一个关于文件信息的数据包，其中包括文件使用的缓冲区信息。

文件IO使用open函数用于打开一个文件：

int open(char *pathname,int flags);

int open(char *pathname,int flags,mode_t mode);

上下2种只有最后一个参数不同，当open函数第二个参数中有O_CREAT时，采用下面的原形。

open函数第一个参数是文件名，第二个参数是打开文件的控制标识，最后一个是创建文件的权限。

2.fclose与close

与打开文件相对的，标准I/O使用fclose关闭文件，将文件指针传入即可，如果成功关闭，返回0，否则返回EOF
比如：

if(fclose(fp)!=0)  
            printf("Error in closing file");

而文件IO使用close用于关闭open打开的文件，与fclose类似，只不过当错误发生时返回的是-1，而不是EOF，成功关闭同样是返回0。C语言用error code来进行错误处理的传统做法。

3. 读文件fscanf，getc，fgetc，fgets和read

标准I/O中：

int fscanf(FILE *stream,const char* stream,...);

返回EOF表示到达结尾或错误。

int getc(FILE *stream) <==>  int fgetc(FILE *stream);

返回从文件流读出的字符转化为int类型返回，返回EOF表示到达文件尾或者错误。

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

从文件流中读出（size-1）字节的字符串(遇到EOF或者换行停止读，换行符 仍被写入buf中)，字符串结尾自动加上'\0'后，写入s中，成功返回s，失败或者到达文件尾返回NULL。

size_t fread(void *ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE *stream);

fread函数从文件流读nmemb个成员，每个成员size个字节（总共nmemb*size个字节）到ptrf里，返回真实读到ptr中的成员大小。

如果遇到文件尾或者出错，返回的成员值小于nmemb（用此来结束循环读的话最后一次并不能写入到文件中， 所以通常通过判断大于0来结束读）。

文件IO中使用read函数用于读取open函数打开的文件，函数原型如下：

ssize_t numread=read(int fd,void *buf,size_t count);

其中fd就是open返回的文件描述符，buf用于存储数据的目的缓冲区，而count指定要读取的字节数。如果成功读取，就返回读取的字节数目（小于等于count，其中小于count表示读到了文件尾，下次再读时就返回0了，可以用此来判断是否到达文件尾）。

4. 判断文件结尾
如果尝试读取达到文件结尾，标准IO的getc会返回特殊值EOF，而fgets碰到EOF会返回NULL,fread如果遇到文件尾或者出错，返回的成员值小于nmemb（用此来结束循环读的话最后一次并不能写入到文件中， 所以通常通过判断大于0来结束读）。

而对于read函数，情况有所不 同。read读取count指定的字节数，最终读取的数据可能没有你所要求的那么多（count），而当读到结尾再要读的话，read函数将返回0，所以通常判断条件是大于0.

5. 写文件：putc,fputs,fprintf和write

fprintf(FILE *stream,char * format,...);

切记fscanf和fprintf将FILE指针作为第一个参数，而putc,fputs则是作为第二个参数。

与读文件相对应的，标准C语言I/O使用putc写入字符，比如：

int putc(int ch,FILE *fp);

第一个参数是转化为int类型的字符，第二个是文件指针。

正确返回char类型转化为int型的ch，错误返回EOF（正是因为EOF为-1，不在unsigned char表示的范围内，即不在ASCII码表中，所以要强制类型转换为int类型）

fputs(buf,fp);

仅仅是第一个参数换成了字符串地址。

size_t fwrite(char * buf,size_t size,size_t nmemb,FILE *stream);

fwrite函数用于把buf中的数据写入到文件流中，每次写nmemb个成员，每个成员大小为size字节，所以总共写nmemb*size个字节。

在文件IO中提供write函数用于写入文件，原型与read类似：

ssize_t result=write(int fd,void *buf ,size_t amt);

fd是文件描述符，buf是将要写入的内存数据，amt是要写的字节数。如果写入成功返回写入的字节数，通过result与amt的比较可以判断是否写入正常，如果写入失败返回-1

复制文件总结：

1、fgetc和fputc合用：

特点：按字节读取，不用考虑\n，空格，到尾或者错误返回EOF。

方法：

结果：

复制成功！！！

2、fgets和fputs来复制文件：

结果：

复制成功！！！！

3、fread和fwrite合用用来复制文件：

特点：fread读取文件时只有遇到EOF或者错误才返回0，不用考虑\n，空格。

方法一：

结果：

因为最后一次读出的并没有写入到文件中，可以再退出循环时再加个写操作：

结果：
复制成功！

方法二：

结果：
复制成功！！

read和write合用来复制文件：

结果：
复制成功！！！

6. 随机存取：fseek()、ftell()和lseek()

标准I/O使用fseek和ftell用于文件的随机存取，先看看fseek函数原型

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

第一个参数是文件指针，第二个参数是一个long类型的偏移量（offset），表示从起始点开始移动的距离。第三个参数就是用于指定起始点的模式，stdio.h指定了下列模式常量：

        SEEK_SET            文件开始处 
        SEEK_CUR            当前位置 
        SEEK_END            文件结尾处

看几个调用例子： 
        fseek(fp,0L,SEEK_SET); //找到文件的开始处 
        fseek(fp,0L,SEEK_END); //定位到文件结尾处 
        fseek(fp,2L,SEEK_CUR); //文件当前位置向前移动2个字节数

而ftell函数用于返回文件的当前位置，返回类型是一个long类型，比如下面的调用：

        fseek(fp,0L,SEEK_END);//定位到结尾 
        long last=ftell(fp); //返回当前位置

那么此时的last就是文件指针fp指向的文件的字节数。

与标准I/O类似，Linux系统提供了lseek来完成fseek的功能，原型如下：

off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence);

fildes是文件描述符，而offset也是偏移量，whence同样是指定起始点模式，唯一的不同是lseek有返回值，如果成功就 返回指针变化前的位置，否则返回-1。whence的取值与fseek相同：SEEK_SET,SEEK_CUR,SEEK_END，但也可以用整数 0,1,2相应代替。

题外话：

在看man手册fgets的bugs是注意到了这么一段话

这个bug我一直都没注意过，所以想来试试看，立马改了代码进行实验验证：

连续试了好几次都没碰到这个bug，这个应该是传说中的人品吧，哈哈~~

于是把读写对调一下试试看：



试了几次也没有bug，这人品真是没得说。。。

（PS：大家平时撸代码时，千万不要这样写！！！）