标准IO：库函数
- 一、基本概念
- 1.文件类型
- 2.标准I/O介绍
- 3.流的概念
- 4.文本流和二进制流
- 5.流的缓冲类型
- 6.标准I/O流（stdin、stdout、stderr）
- 二、标准I/O函数
- 1.fopen、fclose、errrno、strerror、perror（打开、关闭文件，输出错误码信息）
- 2.fgetc、fputc、getchar、putchar（读写一个字符）
- 3.fgets、fputs、gets、puts（读写一行）
- 4.fread、fwrite（读写若干个对象）
- 5.feof、ferror（判断文件是否结束或出错）
- 6.sprintf、snprintf、fprintf（格式化输出到内存、文件）
- 7.time、localtime（获取系统时间，将系统时间转为本地时间）
- 8.fflush（刷新缓冲区）
- 9.fseek、rewind、ftell（定位文件指针）
- 10.freopen（重定向输入输出流）
- 三、示例代码
- 1.fgetc（统计文本文件字符数）
- 2.fputc（将a~z写入文件）
- 3.fgets（标准输入流写入buff）
- 4.fputs（将内存数据输出到标准输出流）
- 5.fread、fwrite（二进制文件读写）
- 6.fflush（刷新流，刷新缓冲区）
- 7.ftell、fseek、rewind（定位流指针）
- 8.fprintf、sprintf（格式化输出数据到文件、内存，常用sprintf）
- 9.fscanf、sscanf（将文件、内存数据格式化输入，可用作解析字符串）
- 四、案例源码
- 1.复制文件1
- 2.统计文本文件行数
- 3.复制文件2
- 4.获取文件长度
- 5.按指定格式打印时间
一、基本概念
1.文件类型
概念：一组相关数据的有序集合
文件类型：
- 常规文件 r
- 目录文件 d
- 字符设备文件 c
- 块设备文件 b
- 管道文件 p
- 套接字文件 s
- 符号链接文件 l
2.标准I/O介绍
标志I/O由ANSI C标准定义，主流操作系统上都实现了C库
标准I/O通过缓冲机制减少系统调用，实现更高的效率
3.流的概念
FILE：
标准I/O用一个结构体类型来存放打开的文件的相关信息
标准I/O的所有操作都是围绕FILEl来进行
流（stream）:
FILE又被称为流（stream）
文本流/二进制流
4.文本流和二进制流
windows
二进制流：换行符 <—> ‘\n’
文本流：换行符 <—> ‘\r’‘\n’
Liniux
换行符 <—> ‘\n’
5.流的缓冲类型
全缓冲
当流的缓冲区无数据或无空间时才执行实际I/O操作
行缓冲
当输入和输出中遇到换行符（‘\n’）时，进行I/O操作
当流和一个终端关联时，典型的行缓冲
无缓冲
数据直接写入文件，流不进行缓冲
6.标准I/O流（stdin、stdout、stderr）
标准I/O预定义3个流，程序运行时自动打开
| 标准输入流 | 0 | STDIN_FILENO | stdin |
| 标准输出流 | 1 | STDOUT_FILENO | stdout |
| 标准错误流 | 2 | STDERR_FILENO | stderr |
二、标准I/O函数
1.fopen、fclose、errrno、strerror、perror（打开、关闭文件，输出错误码信息）
FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);
功能：打开文件（标准IO）
参数：
@pathname:想要打开文件的路径及名字 "./hello.txt" "/home/linux/1.c"
@mode:打开文件的方式 "a" "a+" "w" "w+" "r" "r+"
r 以只读的方式打开文件，将光标定位到文件的开头
r+ 以读写的方式打开文件，将光标定位到文件的开头
w 以只写方式打开文件，如果文件存在就清空，如果文件不存在就创建，将光标定位到开头
w+ 以读写方式打开文件，如果文件存在就清空，如果文件不存在就创建，将光标定位到开头
a 以追加的方式打开文件，如果文件不存在就创建，如果文件存在不会清空，将光标定位到结尾
a+ 以读和追加的方式打开文件，如果文件不存在就创建，读光标在开头，写光标在结尾（光标就一个）
返回值：成功返回文件指针，失败返回NULL，置位错误码errno
int fclose(FILE *stream);
功能：关闭文件
参数：
@stream:文件指针
返回值：成功返回0，失败返回EOF（-1），置位错误码 //#define EOF (-1)
#include <errno.h>
extern int errno;
errno 存放错误码
#include <string.h>
char *strerror(int errnum);
功能：将错误码转换为错误信息
参数：
@errnum:错误码
返回值：错误信息的字符串
void perror(const char *s);
功能：打印错误信息
参数：
@s:用户的附加信息
返回值：无
2.fgetc、fputc、getchar、putchar（读写一个字符）
int fgetc(FILE *stream);
功能：从文件中读取一个字符（光标自动向后移动）
参数：
@stream:文件指针
返回值：成功返回读取到的字符的ASCII，读取到结尾或者遇到错误就返回EOF
int fputc(int c, FILE *stream);
功能：向文件中写入一个字符（光标自动向后移动）
参数：
@c:字符的ascii的值 ‘c’ 65
@stream:文件指针
返回值：成功返回读取到的字符的ASCII，失败返回EOF
int getchar(void);
getchar()等同于fgetc(stdin)
int putchar(int c);
putchar(c)等同于fputc(ch, stdout)
3.fgets、fputs、gets、puts（读写一行）
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
功能：从文件中向s指向的内存中读取字符串，最多读size-1个字符（最后一个用于存‘\0’）。
fgets遇到EOF或者换行符的时候就会停止，如果遇到换行符停止的，换行符也会被存储到s中。
参数：
@s:指向存储字符的首地址
@size:想要读取字符的个数
@stream:文件指针
返回值：成功返回s,失败返回NULL
int fputs(const char *s, FILE *stream);
功能：将s中的字符串写入到文件中
参数：
@s:被写字符串的首地址
@steam:文件指针
返回值：成功返回大于0的值，失败返回EOF
char *gets(char *s);
功能：gets从标准输入stdin读字符串到s
返回值：成功返回时s，遇到'\n'或已输入size-1个字符时返回，总是包含'\0'，到文件末尾或出错返回NULL
gets不推荐使用，容易造成缓冲区溢出
int puts(const char *s);
功能：puts将缓冲区s中的字符串输出到stdout，并追加'\n'
返回值：成功时返回输出的字符个数，失败返回EOF
4.fread、fwrite（读写若干个对象）
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
功能：从stream中读取nmemb项数据，每一项的大小是size，将它们存到ptr
参数：
@ptr:存储读取到数据的首地址
@size:每一项的大小
@nmemb:项目的个数
@stream:文件指针
返回值：成功返回读取到的项目的个数，如果小于项目的个数就是错误或者到文件的结尾了。
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb,FILE *stream);
功能：将ptr中的数据写入到stream中，写nmemb向，每一项的大小是size
参数：
@ptr:被写数据的首地址
@size:每一项的大小
@nmemb:项目的个数
@stream:文件指针
返回值：成功返回项目的个数，失败返回小于项目的个数。
5.feof、ferror（判断文件是否结束或出错）
fread返回值无法区分是到达了文件的结尾还是错误发生了，调用者必须通过feof或者ferror函数来判断。
int feof(FILE *stream);
功能：判断是否读取到了文件的结尾，如果到了文件的结尾将返回真
参数：
@stream:文件指针
返回值：如果到了文件的结尾返回真，如果没有到文件结尾返回假
int ferror(FILE *stream);
功能：如果在读文件的时候发生了错误，这个函数返回真
参数：
@stream:文件指针
返回值：如果发生了错误返回真，如果没有发生错误返回假
6.sprintf、snprintf、fprintf（格式化输出到内存、文件）
int sprintf(char *str, const char *format, ...);
功能：将format控制格式的内容写到str对应的内存中（不会向终端显示）
参数：
@str:内存地址
@format:和printf的参数完全相同
返回值：成功返回格式化的字符的个数，失败返回负数
int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...);
功能：将format控制格式的内容写到str对应的内存中（不会向终端显示）
参数：
@str:内存地址
@size:最多格式化size个字符，其中还包括一个'\0'
@format:和printf的参数完全相同
返回值：成功返回格式化的字符的个数，失败返回负数
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
功能：将控制格式格式化的字符串写入到文件中
参数：
@stream:文件指针
@format:控制格式
返回值：成功返回格式化的字符的个数，失败返回负数
7.time、localtime（获取系统时间，将系统时间转为本地时间）
#include <time.h>
time_t time(time_t *tloc);
功能：获取自1970-01-01 00:00:00到当前的秒钟数
参数：
@tloc：NULL
返回值：成功返回秒钟数，失败返回-1，并置位错误码
struct tm *localtime(const time_t *timep);
功能：将time_t的秒钟转换为tm的结构体（结构体中包含年、月、日...）
参数：
@timep:秒钟变量的地址
返回值：成功返回tm结构体指针，失败返回NULL,并置位错误码
struct tm {
int tm_sec; /* Seconds (0-60) */
int tm_min; /* Minutes (0-59) */
int tm_hour; /* Hours (0-23) */
int tm_mday; /* Day of the month (1-31) */
int tm_mon; /* Month (0-11) */ //+1
int tm_year; /* Year - 1900 */ //+1900
int tm_wday; /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */ //周几
int tm_yday; /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */ //这一年中的第几天
int tm_isdst; /* Daylight saving time */ //夏令时
};
8.fflush（刷新缓冲区）
int fflush(FILE *fp);
功能：将流缓冲区里的数据写入到实际的文件，Linux下只能刷新输出缓冲区
参数：
@fp:文件指针
返回值：成功返回0，失败返回EOF
9.fseek、rewind、ftell（定位文件指针）
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
功能：设置光标的位置
参数：
@stream:文件指针
@offset:光标的偏移
>0 向后偏移
=0 不偏移
<0 向前偏移
@whence:从那个位置偏移
SEEK_SET //从开头开始偏移
SEEK_CUR //从当前位置偏移
SEEK_END //从结尾的位置偏移
返回值：成功返回0，失败返回-1置位错误码
eg:
fseek(fp,0,SEEK_END); //将光标定位到文件的结尾
fseek(fp,50,SEEK_SET);//将光标定位到第50个字节的位置
fseek(fp,-5,SEEK_CUR);//将光标从当前位置向前偏移5个字节
1. 文件a模式打开时，函数fseek无效
2. rewind(fp)相当于fseek(fp, 0, SEEK_SET)
3. 这3个函数只适用于2G以下的文件
void rewind(FILE *stream);
功能：将光标恢复到文件的开头（rewind = fseek(stream, 0, SEEK_SET)）
参数：
@stream:文件指针
返回值：无
long ftell(FILE *stream);
功能：返回光标到文件开头的字节数
参数：
@stream:文件指针
返回值：成功返回字节数，失败返回-1置位错误码
10.freopen（重定向输入输出流）
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char **argv)
{
if (freopen("1.txt", "w", stdout) == NULL) {
perror("freopen");
return -1;
}
printf("stdout --> 1.txt\n");
fclose(stdout);
printf("end!\n");
return 0;
}
三、示例代码
1.fgetc（统计文本文件字符数）
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char **argv)
{
int ch;
FILE *fp;
int count = 0;
if (argc < 2) {
printf("Usage: %s <file>\n", argv[0]);
return -1;
}
//1
ch = fgetc(stdin);
if (ch == EOF) {
perror("fgetc");
return -1;
}
printf("ch is %c\n", ch);
//2
if ((fp = fopen(argv[1], "r")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
count++;
}
printf("%s total %d bytes!\n", argv[1], count);
fclose(fp);
return 0;
}
2.fputc（将a~z写入文件）
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char **argv)
{
int ch;
int ret;
FILE *fp;
if (argc < 2) {
printf("Usage: %s <file>\n", argv[0]);
return -1;
}
//1
ret = fputc('a', stdout);
if (ret == EOF) {
perror("fputc");
return -1;
}
putchar('\n');
//2
if ((fp = fopen(argv[1], "w")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++) {
fputc(ch, fp);
}
fclose(fp);
return 0;
}
3.fgets（标准输入流写入buff）
#include <stdio.h>
#define N 6
int main(int argc, char **argv)
{
char buff[N];
fgets(buff, N, stdin);
printf("%s", buff);
return 0;
}
4.fputs（将内存数据输出到标准输出流）
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
puts("hello world"); //加换行
char buff[] = "hello world\n"; //不加换行
fputs(buff, stdout);
return 0;
}
5.fread、fwrite（二进制文件读写）
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct stu {
char name[15];
int age;
char sex[10];
};
int main(int argc, char **argv)
{
FILE *fp;
struct stu s1,s2;
int ret;
if ((fp = fopen("1.bin", "w+")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
strcpy(s1.name, "tanpeng");
s1.age = 21;
strcpy(s1.sex, "male");
ret = fwrite(&s1, sizeof(s1), 1, fp);
if (ret == EOF) {
perror("fwrite");
return -1;
}
fclose(fp);
if ((fp = fopen("1.bin", "r+")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
ret = fread(&s2, sizeof(s2), 1, fp);
if (ret == EOF) {
perror("fread");
return -1;
}
printf("name:%s age:%d sex:%s\n", s2.name, s2.age, s2.sex);
fclose(fp);
return 0;
}
6.fflush（刷新流，刷新缓冲区）
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char **argv)
{
FILE *fp;
int ret;
if ((fp = fopen("1.bin", "a+")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
ret = fwrite("abcdef", 6, 1, fp);
if (ret == EOF) {
perror("fwrite");
return -1;
}
fflush(fp);
while(1) {
sleep(1);
}
fclose(fp);
return 0;
}
7.ftell、fseek、rewind（定位流指针）
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char **argv)
{
FILE *fp;
int ret;
if ((fp = fopen("1.bin", "w")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
ret = fwrite("abcdef", 6, 1, fp);
if (ret == EOF) {
perror("fwrite");
return -1;
}
printf("start fp:%d\n", (int)ftell(fp));
ret = fseek(fp, -4, SEEK_CUR);
ret = fwrite("ss", 2, 1, fp);
if (ret == EOF) {
perror("fwrite");
return -1;
}
printf("fseek fp:%d\n", (int)ftell(fp));
rewind(fp);
ret = fwrite("rr", 2, 1, fp);
if (ret == EOF) {
perror("fwrite");
return -1;
}
printf("rewind fp:%d\n", (int)ftell(fp));
fclose(fp);
return 0;
}
8.fprintf、sprintf（格式化输出数据到文件、内存，常用sprintf）
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
FILE *fp;
char buff[40];
int year = 2022;
int month = 8;
int day = 7;
if ((fp = fopen("1.txt", "w+")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
fprintf(fp, "%d-%d-%d\n", year, month, day);
sprintf(buff, "%d-%d-%d", year, month, day);
printf("%s\n", buff);
fclose(fp);
return 0;
}
9.fscanf、sscanf（将文件、内存数据格式化输入，可用作解析字符串）
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
FILE *fp;
char buff[40];
int year = 2022;
int month = 8;
int day = 7;
int fyear,fmonth,fday;
int syear,smonth,sday;
//1.fscanf
if ((fp = fopen("1.txt", "w+")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
fprintf(fp, "%d-%d-%d", year, month, day);
rewind(fp);
fscanf(fp, "%d-%d-%d", &fyear, &fmonth, &fday);
printf("after fscanf:\n");
printf("%d,%d,%d\n", fyear, fmonth, fday);
//2.sscanf
sprintf(buff, "%d-%d-%d", year, month, day);
printf("%s\n", buff);
sscanf(buff, "%d-%d-%d", &syear, &smonth, &sday);
printf("after sscanf:\n");
printf("%d,%d,%d\n", syear, smonth, sday);
fclose(fp);
return 0;
}
四、案例源码
1.复制文件1
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fps, *fpd;
int ch;
if (argc < 3) {
printf("Usage : %s <src_file> <dst_file>\n", argv[0]);
return -1;
}
if ((fps = fopen(argv[1], "r")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
if ((fpd = fopen(argv[2], "w")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
while ((ch = fgetc(fps)) != EOF) {
fputc(ch, fpd);
}
fclose(fps);
fclose(fpd);
return 0;
}
2.统计文本文件行数
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 64
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
int line = 0;
char buf[N];
if (argc < 2) {
printf("Usage: %s <file>\n", argv[0]);
return -1;
}
if ((fp = fopen(argv[1], "r")) == NULL) {
printf("fopen error\n");
return -1;
}
while (fgets(buf, N, fp) != NULL) {
if (buf[strlen(buf)-1] == '\n') line++;
}
printf("the line of %s is %d\n", argv[1], line);
return 0;
}
3.复制文件2
#include <stdio.h>
#define N 64
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fps, *fpd;
int buf[N];
int n;
if (argc < 3) {
printf("Usage : %s <src_file> <dst_file>\n", argv[0]);
return -1;
}
if ((fps = fopen(argv[1], "r")) == NULL) {
perror("fopen src file");
return -1;
}
if ((fpd = fopen(argv[2], "w")) == NULL) {
perror("fopen dst file");
return -1;
}
while ((n = fread(buf, 1, N, fps)) > 0) {
fwrite(buf, 1, n, fpd);
}
fclose(fps);
fclose(fpd);
return 0;
}
4.获取文件长度
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
if ((fp = fopen("test.txt", "r+")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
fseek(fp, 0, SEEK_END);
printf("length is %ld\n", ftell(fp));
return 0;
}
5.按指定格式打印时间
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
int main()
{
FILE *fp;
int line = 0;
char buf[64];
time_t t;
struct tm *tp;
if ((fp = fopen("test.txt", "a+")) == NULL) {
perror("fopen");
return -1;
}
while (fgets(buf, 64, fp) != NULL)
{
if (buf[strlen(buf)-1] == '\n') line++;
}
while ( 1 )
{
time(&t);
tp = localtime(&t);
fprintf(fp, "%02d, %d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", ++line, tp->tm_year+1900, tp->tm_mon+1,
tp->tm_mday, tp->tm_hour, tp->tm_min, tp->tm_sec);
fflush(fp);
sleep(1);
}
return 0;
}
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