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华清远见25072班I/O学习day2

java 2025/9/2 10:22:48

重点内容：

模块化读写（fread/fwrite）

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

功能：从stream指向的文件中读取nmemb项数据，每一项的大小为size 并且放入ptr指向的容器中

参数1：存放数据的容器，可以是任意类型的指针

参数2：每一项的大小

参数3：读取的总项数

参数4：文件指针

返回值：成功返回读取的项数，失败或者文件结束返回一个小于项数的值

注意：fread不区分到底是因为文件结束还是因为错误导致的结束，可以使用feof和ferror来判断

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

功能：将ptr指向的容器中的内容，每项为size大小的nmemb项数据，写入到stream指向的文件中

参数1：要写入的数据起始地址

参数2：每一项的大小

参数3：要写入的项数

参数4：文件指针

返回值：成功返回写入的项数，失败或者文件结束返回一个小于项数的值

有关文件指针光标的操作（fseek/ftell/rewind）

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

功能：将给定的文件指针的光标进行重新定位

参数1：文件指针

参数2：偏移量（以字节为单位） >0:表示从给定的基准向后偏移 =0：表示在基准处不偏移 <0:从基准处向前偏移

参数3：基准 SEEK_SET:文件开始位置 SEEK_CUR:光标当前位置 SEEK_END:文件结尾位置

返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

long ftell(FILE *stream);

功能：求出现在文件指针光标所在位置（以字节为单位）

参数：文件指针

返回值：光标目前所在位置

eg：求一个文件的大小 1、将光标先定位到结尾：fseek(fp, 0, SEEK_END); 2、此时使用ftell的返回值，就是文件的大小：ftell(fp);

void rewind(FILE *stream);

功能：将文件光标定位到开始位置等同于：fseek(fp, 0, SEEK_SET);

参数：文件指针

返回值：无

有关缓冲区的问题

1.对于标准IO而言，分为三种缓冲区：

全缓存、行缓存、不缓存

2.全缓存：对应的是用户打开的文件指针：fp 其大小为4096字节

行缓存：对应的是stdin和stdout，其大小为1024字节

无缓冲：对应的是stderr，其大小为0字节

3.缓冲区的刷新时机

1、行缓存

1、遇到\n会刷新

2、当使用fflush刷新时，会刷新缓冲区

3、当程序结束时会刷新缓冲区

4、当使用exit退出进程时，会刷新标准io缓冲区

5、当输入输出发生切换时会刷新缓冲区

6、当缓冲区满了后，再向缓冲区中放数据时，会刷新该缓冲区

2、全缓存

1、当使用fflush刷新时，会刷新缓冲区

2、当程序结束时会刷新缓冲区

3、当使用exit退出进程时，会刷新标准io缓冲区

4、当输入输出发生切换时会刷新缓冲区

5、当缓冲区满了后，再向缓冲区中放数据时，会刷新该缓冲区

3、没有条件，放入立即刷新

有关错误码的问题

1.错误码是调用内核提供的函数时，如果调用出错，那么内核空间会向用户空间反馈一个错误信息

2.错误信息千奇百怪，并且是字符串内容，为了方便起见，给这些错误信息，进行编号

3.如果，内核空间函数调用出问题时，只需要反馈错误编号即可，这个错误编号就叫做错误码

4.常见错误码：可以通过指令 vi -t EIO 查看

文件IO:

文件IO是指用户直接调用内核提供的函数来进行IO操作，但是标准IO使用的是文件指针完成，文件IO使用的是文件描述符来实现

文件描述符

1.文件描述符是内核用来跟外部文件设备操作的一个非负整数

2.每一个文件描述符对应一个操作的文件

3.当一个程序启动后，系统默认打开三个特殊的文件描述符，分别是0号（标准输入stdin）、1号（标准输出）和2号（标准出错）

4.文件描述符的分配原则是：最小未使用原则

5.默认情况下，一个进程能够打开的文件描述符的个数为1024个，也就是0--1023

打开文件open

int open(const char *pathname, int flags);

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

功能：使用系统调用，打开给定pathname对应的文件，并返回该文件对应的文件描述符

参数1：要被打开的文件

参数2：打开模式

1、必须包含以下三个中的一个

O_RDONLY：只读的形式打开文件

O_WRONLY:只写的形式打开文件

O_RDWR:读写的形式打开文件

2、下面的可以包含也可以不包含，根据需要而定，所有标识通过位或连接

O_CREAT:如果文件不存在，则创建文件，注意，如果参数2中包含该标识，则必须提供参数3，为文件的操作权限

O_TRUNC:清空文件内容

O_APPEND:追加形式

O_EXCL:确保创建新文件成功，如果文件已经存在，则报错，错误码为EEXIST

参数3：文件操作权限。注意：最终的文件权限，是由给定的权限跟默认掩码取反后取位与运算得到

运算：mode & (~umask) umak取决于终端

一般情况下：文件夹的权限最大为：0775 普通文件的权限：0664

返回值：成功返回打开的文件对应的文件描述符（最小未分配原则），失败返回-1并置位错误码

标准IO打开文件模式对应的操作位

关闭文件close

int close(int fd);

功能：关闭指定的文件描述符

参数：文件描述符

返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

数据读写（read、write）

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

功能：从fd文件描述符中读取count个字节的数据，并存放到buf指向的容器中

参数1：文件描述符

参数2：存放数据的容器起始地址

参数3：要读取数据的大小

返回值：成功返回读取的字节个数，失败返回-1并置位错误码

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

功能：向fd文件描述符标识的文件中写入以buf作为起始地址的count个数据

参数1：文件描述符

参数2：要写入数据的容器起始地址

参数3：要写入数据的大小

返回值：成功返回写入的字节个数，失败返回-1并置位错误码

光标偏移（lseek）

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

功能：偏移fd文件描述符的光标

参数1：文件描述符

参数2：偏移量（以字节为单位）

>0:表示从给定的基准向后偏移

=0：表示在基准处不偏移

<0:从基准处向前偏移

参数3：基准

SEEK_SET:文件开始位置

SEEK_CUR:光标当前位置

SEEK_END:文件结尾位置

返回值：成功返回光标当前位置，失败返回（off_t）-1并置位错误码

作业：

1> 使用fread、fwrite实现两个文件的拷贝

程序源码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
FILE *fp=NULL;
FILE *fp1=NULL;
//从文件中读取数据
if((fp = fopen("./wcg.txt", "r")) == NULL)
{
printf("文件打开失败\n");
return -1;
}
if((fp1 = fopen("./wcgcope.txt", "w")) == NULL)
{
printf("文件打开失败\n");
return -1;
}
//将文件中的数据读取出来
char buf[128] = "";
while(1)
{
int res = fread(buf, 1, sizeof(buf), fp);
if(res < 128)
{
//判断是因为文件结束还是因为错误
if(feof(fp))
{
//printf("buf=%s\n", buf);
//将读取的数据全部写到新的文件中
fwrite(buf, res, 1, fp1);
break; //因为文件结束
}
if(ferror(fp))
{
printf("fread操作失败\n");
return -1;
}
}
//将读取的数据写到新的文件中
fwrite(buf, res, 1, fp1);
}
//关闭文件
fclose(fp);
fclose(fp1);
return 0;
}

2> 使用fread、fwrite实现将一个文件中的所有数字写入到另一个新文件中

程序源码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
//定义函数用于筛选数字
void num(char *p,char *q,int len)
{
int j=0;
for(int i=0;i<len;i++)
{
if(p[i]>='0'&&p[i]<='9')
{
q[j++]=p[i];
}
}
q[j]='\0';
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
FILE *fp=NULL;
FILE *fp1=NULL;
//从文件中读取数据
if((fp = fopen("./wcg.txt", "r")) == NULL)
{
printf("文件打开失败\n");
return -1;
}
if((fp1 = fopen("./wcgcope1.txt", "w")) == NULL)
{
printf("文件打开失败\n");
return -1;
}
//将文件中的数据读取出来
char buf[128] = "";
while(1)
{
char arr[128]="";
int res = fread(buf, 1, sizeof(buf), fp);
if(res < 128)
{
//判断是因为文件结束还是因为错误
if(feof(fp))
{
//将读取的数据全部写到新的文件中
num(buf,arr,res);
fwrite(arr,1,strlen(arr),fp1);
break; //因为文件结束
}
if(ferror(fp))
{
printf("fread操作失败\n");
return -1;
}
}
//将读取的数据写到新的文件中
num(buf,arr,res);
fwrite(arr,1,strlen(arr),fp1);
}
//关闭文件
fclose(fp);
fclose(fp1);
return 0;
}

3> 使用文件IO完成两个文件的拷贝

程序源码：

#include <25072head.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
//1、创建并打开一个文件
int fd = -1;
if((fd = open("./tt.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0664)) == -1)
{
perror("open error");
return -1;
}
int fd1=-1;
if((fd1 = open("./ttcope.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0664)) == -1)
{
perror("open error");
return -1;
}
printf("fd = %d\n", fd);
//向文件中写入数据
char buf[128] = "";
while(1)
{
//从终端获取数据
int res = read(0, buf, sizeof(buf));
if(res == 1)
{
break;
}
//将数据写入到fd指向的文件中
write(fd, buf, res);
}
//从文件中读取数据
lseek(fd,0,SEEK_SET);
char rbuf[128] = "";
int res = read(fd, rbuf, sizeof(rbuf)); //从文件中读数据
//将数据写到终端上
write(fd1, rbuf, res);
//关闭文件
close(fd);
return 0;
}