Linux C编程--打开和关闭流

以下函数用于打开和关闭一个流。
#include <stdio.h>
FILE * fopen (const char *pathname, const char *opentype);
int fclose (FILE *stream);
FILE * freopen (const char *pathname, const char *opentype, FILE *stream);

fopen()打开由pathname指定的文件并创建一个与之相连的流。如果该文件不存在,则创建一个新文件。如果打开文件成功,它返回指向此流的指针,否则返回空指针NULL。
 
opentype参数是一字符串,它控制文件打开的方式,其值只能是下述字符串之一:

"r":为读而打开一个已存在的文件,文件位置定位于文件开始。

"w":为写而打开一个文件。如果文件存在,则将它的长度截为0,也即文件将被重新写过;如果文件不存在,则创建一个新文件。

"a":为在文件尾添加内容而打开文件。若文件存在,原来的内容不变且输出添加在文件的末尾;否则,创建一个新文件。

"r+":为更新(既读又写)而打开一个已存在的文件,文件原有内容不变,文件位置定位于文件开始。

"w+":为更新(既读又写)而打开一个文件,若文件已存在,其长度被截至0;否则,创建一个新文件。

"a+":为更新(既读又写)而打开一个文件,若文件已存在,原内容不变;否则,创建一个新文件。用于读的初始文件位置定位于文件开始,但输出总是添加在文件的末尾。
其中,字母r、w和a分别代表read、write和append。字符“+”指明为更新而打开一个文件,当以这种方式打开一个文件时,对它既可写也可读。

以添加方式("a"或"a+"方式)打开的文件,不管文件的当前位置如何,所写出的数据总是顺序地附加在文件的末尾,因此不可能覆盖文件原来的内容。其文件位置只用于控制从文件中读数据。

打开的流通过调用fclose()来关闭。fclose()关闭参数stream指定的流,并中断与对应文件的连接。在流被关闭之前,所有缓冲的输出将被写出。关闭一个流后就不能再对它进行任何操作。

fclose()调用成功返回0,否则返回EOF并置errno指明错误。

当调用fclose()关闭一输出流时,对错误情形进行检查很重要,因为此时可能检测到真实的错误。例如,当fclose()将缓冲区中剩余的数据写出时,它可能得到磁盘空间已满的错误,如果不检测的话,就有可能丢失文件的内容。

进程从main()退出或调用exit()正常终止时(5.4节),所有打开的流都将自动被关闭。但为了确保输出数据的完整性,编写程序时仍然应当在进程结束前明显地调用fclose()。因为当进程以其他非正常方式终止时,例如调用abort()流产程序(5.4.3节)或由于致命信号(7.2节),文件没有正常关闭,输出缓冲区中的数据将不会被写出,从而可能导致文件不完整。2.7节会更详细地讲述流缓冲的问题。

freopen()重新打开pathname指定的文件,它的作用类似于fclose()和fopen()的合并。如果stream指定的流是打开的,它首先关闭该流,忽略任何错误,然后按opentype所给方式如同fopen()一样打开参数pathname指定的文件,并使之与stream给定的同一个流相连。freopen()调用成功返回指向流的指针,否则返回NULL并置errno指明错误。

freopen()一般用于连接标准流stdin、stdout、stderr至一个我们选择的文件。它对那种难以对标准流进行编程的程序很有用。

 

下面给出两个例子用于说明

1.fopen和fclose函数的使用方法

 1 #include <stdio.h>
 2 int main(int argc, char *argv[])
 3 {
 4     FILE    *fp;
 5     int        iflag;
 6     if(argc<=1)
 7     {
 8         printf("usage: %s filename\n",argv[0]);
 9         return 1;
10     }
11     fp=fopen(argv[1],"r");
12     if(fp==NULL)
13     {
14         printf("Open  file %s failed!", argv[1]);
15         return 2;
16     }
17     printf("Open file %s successfully!\n",argv[1]);
18     iflag=fclose(fp);
19     if(iflag==0)
20         {
21             printf("Close file %s successfully!\n",argv[1]);
22             return 0;
23         }
24     else
25         {
26             printf("Close file %s failed! ", argv[1]);
27             return 3;
28         }
29 }

2.fcloseall函数的使用方法

 1 #include <stdio.h>
 2 int main(int argc, char *argv[])
 3 {
 4     FILE    *fp1, *fp2;
 5     if((fp1=fopen("file1.txt","w"))==NULL)
 6     {
 7         printf("Open file1.txt failed!\n");
 8         return 1;
 9     }
10     if((fopen("file2.txt","w"))==NULL)
11     {
12         printf("Open  file2.txt failed!\n");
13         return 2;
14     }
15     if(fcloseall()==EOF)
16         {
17             printf("close fil1.txt file2.txt failed!\n");
18             return 3;
19         }
20     else
21         printf("streams closed successfully!\n");
22     return 0;
23 }

下面介绍“读和写流”

 

 

流与缓冲    

   流I/O是由C语言的标准函数提供的,这些I/O可以替代系统中提供的read和write函数。事实上流I/O的内部封装了这两个基本的文件读写系统调用。使用流I/O在某些程度上来讲要方便一些,这些I/O在效率上没有特别大的差异。

        基于流的操作最终会调用read或者write函数进行操作。为了使程序的运行效率最高,流对象通常会提供缓冲区,以减少调用系统I/O库函数的次数。

        基于流的I/O提供以下2种缓冲:

1,全缓冲:直到缓冲区填满,才调用系统I/O函数。对于读操作来说,直到读入的内容的字节数等于缓冲区大小或者文件以经到达结尾,才进行I/O操作将外存文件内容读入缓冲区;对于写操作来说,直到缓冲区填满,才进行实际的I/O操作将缓冲区内容写到外存文件中。磁盘文件通常是全缓冲的。

2,行缓冲:直到遇到换行符\n才调用系统I/O函数。对于读操作来说,遇到换行符\n才进行I/O操作,将所读内容写入缓冲区;对于写操作来说,遇到换行符\n才进行I/O操作,将缓冲区内容写到外存。由于缓冲区大小是有限制的,所以当缓冲区填满时即使没有遇到\n,也同样会进行实际的I/O操作。标准输入stdin和标准输出stdout都默认是行缓冲的。

3,无缓冲:灭有缓冲区,数据会立即读入或者输出到外存文件和设备上。标准出错stderr是无缓冲的,这样也能保证错误提示和输出能及时地反馈给用户,供用户排除错误。

 

 

以字符为单位读写数据

       每次读写一个字符数据的I/O方式称为每次一个字符的I/O。Linux下使用fgetc函数获得一个字符,其函数原型如下:

             #include<stdio.h>

             int fgetc(FILE*fp);

函数如果执行成功则返回该字符的ASCLL值,如果执行失败,则返回EOF。

Linux环境下使用fputc函数输出一个字符数据,函数原型如下:

#include<stdio.h>

int fputc(int c,FILE*fp)

第一个参数表示想要输出的字符的ASCLL值(源),第二个参数表示想要输出的文件流(目的地)。

 

以行为单位读写数据

      当输入内容遇到\n时则将流中\n之前的内容送到缓冲区中的I/O方式称为每一次行的I/O。Linux使用下列函数提供一次读入一行的功能。

#include<stdio.h>

char*fgets(char *restrict buf,int n,FILE*restrict fp);

char*gets(char*);

fgets函数的第一个参数表示存放读入的缓冲区,第二个参数n表示读入的字符个数,此参数的最大值不能超过缓冲区的长度。fgets函数一直读,直到遇到\n为止,如果在n-1个字符內未遇到换行符,则只读入n-1个字符。最后一个字符用于存储字符串结束标志\0.需要注意的是fgets函数会将‘\n’换行符也读进缓冲区中,因此缓冲区的实际有效内容应该是缓冲区实际字节数(不包括‘\0’)减1.fgets函数的第三个参数是需要读入的流对象。

          fgets函数的换回值有以下两种情况:1,成功读取一行,返回缓冲区的首地址。2,读取出错或者文件已经到达结尾则返回NULL。

gets函数和fgets函数类似,该函数从标准输入流中读取一行并将其存入一个缓冲区,并不将‘\n’读进缓冲区中。gets函数的返回值和fgets相同。

       Linux 环境下用fputs函数和puts函数实现输出一行字符串,其函数原型如下:

#include<stdio.h>

int fputs(const char*restrict str,FILE *restrict fp);

int puts(const char*str);

fputs函数的第一个参数表示存放输出内容的缓冲区,第二个参数表示要输出的文件。如果执行成功则返回输出的字节数,失败返回-1。puts函数用与向标准输出输出一行字符串,其参数和fputs函数的第一个参数相同,如果成功输出,则返回输出的字节数,失败则返回-1,值得注意的是,虽然gets函数不读入\n,但是puts函数却输出\n。fputs和puts函数都不输出字符串的结束符‘\0’。对于I/O来说,fputs函数和fgets函数的搭配是安全又可靠的。

 

下面给出两个实例

1.字符读写

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 #define BEGIN 1;
 4 
 5 int main(int argc, char *argv[])
 6 {
 7     int c, characters, lines, words, state;
 8     state=0;
 9     characters=words=lines=0;
10     while((c=getchar())!=0)
11     {
12         characters++;
13         switch(c)
14         {
15         case \n:
16             lines++;
17             state=0;
18             break;
19         case  :
20             state=0;
21             break;
22         case \t:
23             state=0;
24             break;
25         default:
26             if(state==0)
27                 {
28                     state=BEGIN;
29                     words++;
30                 }
31             break;
32         }
33     }
34     printf("Thereis %d characters, %d words ,%d lines.\n",characters, words, lines);
35 
36 }

2.行读写

 1 #include <stdio.h>
 2 int main(int argc , char *argv[])
 3 {
 4     char buf[1024];
 5     FILE    *fp;
 6     if(argc<=1)
 7     {
 8         printf("usage: %s filename\n",argv[0]);
 9         return 1;
10     }
11     if((fp=fopen(argv[1], "r"))==NULL)
12     {
13         printf("File open error. \n");
14         return 2;
15     }
16     while((fgets(buf,1024,fp))!=0)
17         puts(buf);
18     return 0;
19 }

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