南京html5响应式网站建设,品牌网站的推广,做跨境网站注意,百度站长联盟一、先来了解下什么是文件I/O和标准I/O#xff1a; 文件I/O#xff1a;文件I/O称之为不带缓存的IO#xff08;unbuffered I/O)。不带缓存指的是每个read#xff0c;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#xff0c;与os… 一、先来了解下什么是文件I/O和标准I/O 文件I/O文件I/O称之为不带缓存的IOunbuffered I/O)。不带缓存指的是每个readwrite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。 标准I/O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I/O库处理很多细节。例如缓存分配以优化长度执行I/O等。标准的I/O提供了三种类型的缓存。 1全缓存当填满标准I/O缓存后才进行实际的I/O操作。 2行缓存当输入或输出中遇到新行符时标准I/O库执行I/O操作。 3不带缓存stderr就是了。 二、二者的区别 文件I/O 又称为低级磁盘I/O遵循POSIX相关标准。任何兼容POSIX标准的操作系统上都支持文件I/O。标准I/O被称为高级磁盘I/O遵循ANSI C相关标准。只要开发环境中有标准I/O库标准I/O就可以使用。Linux 中使用的是GLIBC它是标准C库的超集。不仅包含ANSI C中定义的函数还包括POSIX标准中定义的函数。因此Linux 下既可以使用标准I/O也可以使用文件I/O。 通过文件I/O读写文件时每次操作都会执行相关系统调用。这样处理的好处是直接读写实际文件坏处是频繁的系统调用会增加系统开销标准I/O可以看成是在文件I/O的基础上封装了缓冲机制。先读写缓冲区必要时再访问实际文件从而减少了系统调用的次数。 文件I/O中用文件描述符表现一个打开的文件可以访问不同类型的文件如普通文件、设备文件和管道文件等。而标准I/O中用FILE流表示一个打开的文件通常只用来访问普通文件。 三、最后来看下他们使用的函数 标准 文件(低级IO) 打开 fopen,freopen,fdopen open 关闭 fclose close 读 getc,fgetc,getchar fgets,gets fread 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* fpfopen(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 *nix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 fdopen(char *name,int how); 与fopen类似name表示文件名字符串而how指定打开的模式O_RDONLY(只读),O_WRONLY(只写,O_RDWR 可读可写),还有其他模式请man 2 open。成功返回一个正整数称为文件描述符这与标准I/O显著不同失败的话返回-1与标准I/O返回NULL也是不同的。 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getc,fscanf,fgets和read 标 准I/O中进行文件读取可以使用getc一个字符一个字符的读取也可以使用gets读取标准io读入的、fgets以字符串单位进行读取读到遇 到的第一个换行字符的后面gets接受一个参数文件指针不判断目标数组是否能够容纳读入的字符可能导致存储溢出(不建议使用而fgets使用三个参数 char * fgets(char *s, int size, FILE *stream); 第一个参数和gets一样用于存储输入的地址第二个参数为整数表示输入字符串的最大长度最后一个参数就是文件指针指向要读取的文件。最 后是fscanf与scanf类似只不过增加了一个参数用于指定操作的文件比如fscanf(fp,%s,words) 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 numreadread(int fd,void *buf,size_t qty); 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qty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qty 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,而对于*nix的read函数情况有所不 同。read读取qty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qty而当读到结尾再要读的话read函数将返回0. 5. 写文件putc,fputs,fprintf和write 与读文件相对应的标准C语言I/O使用putc写入字符比如 putc(ch,fp); 第一个参数是字符第二个是文件指针。而fputs与此类似 fputs(buf,fp); 仅仅是第一个参数换成了字符串地址。而fprintf与printf类似增加了一个参数用于指定写入的文件比如 fprintf(stdout,Hello %s.\n,dennis); 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。 在文件IO中提供write函数用于写入文件原型与read类似 ssize_t resultwrite(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 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 lastftell(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*nix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。 四、系统调用与库函数 上面我们一直在讨论文件I/O与标准I/O的区别其实可以这样说文件I/O是系统调用、标准I/O是库函数看下面这张图 POSIXPortable Operating System Interface 可移植操作系统接口 ANSIAmerican National Standrads Institute 美国国家标准学会 1、系统调用 操作系统负责管理和分配所有的计算机资源。为了更好地服务于应用程序操作系统提供了一组特殊接口——系统调用。通过这组接口用户程序可以使用操作系统内核提供的各种功能。例如分配内存、创建进程、实现进程之间的通信等。 为什么不允许程序直接访问计算机资源答案是不安全。单片机开发中由于不需要操作系统所以开发人员可以编写代码直接访问硬件。而在32位嵌入式系统中通常都要运行操作系统所以开发人员可以编写代码直接访问硬件。而在32位嵌入式系统中通常都要运行操作系统程序访问资源的方式都发生了改变。操作系统基本上都支持多任务即同时可以运行多个程序。如果允许程序直接访问系统资源肯定会带来很多问题。因此所有软硬件资源的管理和分配都有操作系统负责。程序要获取资源如分配内存读写串口必须由操作系统来完成即用户程序向操作系统发出服务请求操作系统收到请求后执行相关的代码来处理。 用户程序向操作系统提出请求的接口就是系统调用。所有的操作系统都会提供系统调用接口只不过不同的操作系统提供的系统调用接口各不相同。Linux 系统调用接口非常精简它继承了Unix 系统调用中最基本的和最有用的部分。这些系统调用按照功能大致可分为进程控制、进程间通信、文件系统控制、存储管理、网络管理、套接字控制、用户管理等几类。 2、库函数 库函数可以说是对系统调用的一种封装因为系统调用是面对的是操作系统系统包括Linux、Windows等如果直接系统调用会影响程序的移植性所以这里使用了库函数比如说C库这样只要系统中安装了C库就都可以使用这些函数比如printf() scanf()等C库相当于对系统函数进行了翻译使我们的APP可以调用这些函数 3、用户编程接口API 前面提到利用系统调用接口程序可以访问各种资源但在实际开发中程序并不直接使用系统调用接口而是使用用户编程接口API。为什么不直接使用系统调用接口呢 原因如下 1系统调用接口功能非常简单无法满足程序的需求。 2不同操作系统的系统调用接口不兼容程序移植时工作量大。 用户编程接口通俗的解释就是各种库最重要的就是C库中的函数。为了提高开发效率C库中实现了很多函数。这些函数实现了常用的功能供程序员调用。这样一来程序员不需要自己编写这些代码直接调用库函数就可以实现基本功能提高了代码的复用率。使用用户编程接口还有一个好处程序具有良好的可移植性。几乎所有的操作系统上都实现了C库所以程序通常只需要重新编译一下就可以在其他操作系统下运行。 用户编程接口API在实现时通常都要依赖系统调用接口。例如创建进程的API函数fork()对应于内核空间的sys_fork()系统调用。很多API函数西亚我哦通过多个系统调用来完成其功能。还有一些API函数不要调用任何系统调用。 在Linux 中用户编程接口API遵循了在Unix中最流行的应用编程界面标准——POSIX标准。POSIX标准是由IEEE和ISO/IEC共同开发的标准系统。该标准基于当时想用的Unix 实践和经验描述了操作系统的系统调用编程接口实际上就是API用于保证应用程序可以在源代码一级商多种操作系统上运行。这些系统调用编程接口主要是通过C库libc )实现的。
