Linux C: IO库函数,文件流缓冲,变参函数
一、I/O 库函数与系统调用
在Linux 中有很多关于IO(输入输出)的库函数,其大部分都存在 stdio.h 头文件中。例如fopen,fread,fwrite,fseek,fclose , 这些都是针对文件的,这些函数分别依赖于系统调用open,read,write,lseek,close
其中fopen的第二个参数”打开模式“的说明如下:
r , w ,a ,+, b,t 分别表示 读、写(清空内容)、读写、追加、二进制文件、文本文件
字符串(char * ) |
说明 |
r |
以只读方式打开文件,该文件必须存在。 |
r+ |
以读/写方式打开文件,该文件必须存在。 |
rb+ |
以读/写方式打开一个二进制文件,只允许读/写数据。 |
rt+ |
以读/写方式打开一个文本文件,允许读和写。 |
w |
打开只写文件,若文件存在则文件长度清为零,即该文件内容会消失;若文件不存在则创建该文件。 |
w+ |
打开可读/写文件,若文件存在则文件长度清为零,即该文件内容会消失;若文件不存在则创建该文件。 |
a |
以附加的方式打开只写文件。若文件不存在,则会创建该文件;如果文件存在,则写入的数据会被加到文件尾后,即文件原先的内容会被保留(EOF 符保留)。 |
a+ |
以附加方式打开可读/写的文件。若文件不存在,则会创建该文件,如果文件存在,则写入的数据会被加到文件尾后,即文件原先的内容会被保留(EOF符不保留)。 |
wb |
以只写方式打开或新建一个二进制文件,只允许写数据。 |
wb+ |
以读/写方式打开或新建一个二进制文件,允许读和写。 |
wt+ |
以读/写方式打开或新建一个文本文件,允许读和写。 |
at+ |
以读/写方式打开一个文本文件,允许读或在文本末追加数据。 |
ab+ |
以读/写方式打开一个二进制文件,允许读或在文件末追加数据。 |
除了以上的io库函数还有些常用的
- fseek(),ftell(),rewind() :更改文件流中的读/写字节的位置
- feof(),ferr(),fileno() : 测试文件流状态
- fdopen() 用文件描述符打开文件流
- freopen() 以新名称重新打开现有的流
- setbuf(),setvbuf() 设置缓冲方案
- popen() 创建管道,复刻子进程来调用shell
二、缓冲方案
每个文件流都包含有一个FILE 结构体,其中包含一个内部缓冲区。由于文件是存储在磁盘中。频繁的写磁盘耗时耗资源。通常把内容放在内存中,再把该内存中的数据一次性写入文件。缓冲方案有三种
1)无缓冲 _IONBUF:每次读取的字符尽快地传输到文件或者从文件中传出,例如stderr
2) 行缓冲 _IOLBUF:每次读取的字符写入到缓冲区中,读取到换行符时,再将缓冲区的内容传输/传出到文件,例如 stdout
3) 全缓冲 _IOFBUF:把全部读取的字符都写入到缓冲区,再一次性传输/传出到文件。例如文件流 。
#include <stdio.h>int main(){//setvbuf(stdout,NULL,_IONBUF,0);int i=10;while(i--){printf("hi ");// fflush(stdout);sleep(1);}
}
上面的案例直到程序执行完都不会看见输出的信息。因为stdout是行缓冲的,而循环体中都没遇见换行符。如果打开 setvbuf 注释,把stdout设置为无缓冲,那么输出的信息是每个字符每个字符地出现。如果打开 fflush 注释,把stdout的缓冲区清除,那么缓冲区内的信息再清除时都会被输出出来
三、变参函数
在C程序中printf 函数十分独特,应为它可以接收任意数量的参数(从第二个参数开始,每个参数用来代替第一个参数中的占位符)。在其函数内部,可以在stdarg中通过宏访问参数.
- void va_start(va_list ap , last); //从last参数开始创建参数列表
- type va_arg(va_list ap , type) // 指明下一个参数的数据类型,并提取出来,同时ap指向下一个元素
- va_end(va_list ap) // 将 ap 重置为NULL
变参函数原理根据不同编译器有不同的算法。例如在32位GCC中以下myprintf(char *,...)算法依旧有效。
int myprintf(char *fmt , ...){char * cp = fmt;int *ip = (int *)&fmt +1;
}
根本原理是因为一个函数的形参在内存栈中是挨在一起的。
变参函数的用法示例如下:
#include <stdio.h>
#include <stdarg>//输出形参列表中 m 个int类型和n个字符串的信息
int func (int m ,int n,...){va_list ap;va_start(ap,n); //获取形参 n 之后的参数列表apfor (int i =0 ; i<m ;i++){printf ("%d ",va_arg(ap,int));}for (int i =0 ; i<n ;i++){printf ("%s ",va_arg(ap,char*));}va_end(ap);}int main (){func(3,2 ,1,2,3,"test","ok");
}
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