C语言控制标准I/O的5个函数
与底层I/O相比,标准I/O包除了可移植以外还有两个好处。
第一,标准I/O有许多专门的函数简化了处理不同I/O的问题。例如,printf()把不同形式的数据转换成与终端相适应的字符串输出。第二,输入和输出都是缓冲的。也就是说,一次转移一大块信息而不是一字节信息(通常至少512字节)。例如,当程序读取文件时,一块数据被拷贝到缓冲区(一块中介存储区域)。这种缓冲极大地提高了数据传输速率。程序可以检查缓冲区中的字节。缓冲在后台处理,所以让人有逐字符访问的错觉(如果使用底层I/O,要自己完成大部分工作)。程序count.c演示了如何用标准I/O读取文件和统计文件中的字符数。
首先,程序count.c中的程序检查argc的值,查看是否有命令行参数。如果没有,程序将打印一条消息并退出程序。字符串argv[0]是该程序的名称。显式使用argv[0]而不是程序名,错误消息的描述会随可执行文件名的改变而自动改变。这一特性在像UNIX这种允许单个文件具有多个文件名的环境中也很方便。但是,一些操作系统可能不识别argv[0],所以这种用法并非完全可移植。
exit()函数关闭所有打开的文件并结束程序。exit()的参数被传递给一些操作系统,包括UNIX、Linux、Windows和MS-DOS,以供其他程序使用。通常的惯例是:正常结束的程序传递0,异常结束的程序传递非零值。不同的退出值可用于区分程序失败的不同原因,这也是UNIX和DOS编程的通常做法。但是,并不是所有的操作系统都能识别相同范围内的返回值。因此,C标准规定了一个最小的限制范围。尤其是,标准要求0或宏EXIT_SUCCESS用于表明成功结束程序,宏EXIT_FAILURE用于表明结束程序失败。这些宏和exit()原型都位于stdlib.h头文件中。
根据ANSI C的规定,在最初调用的main()中使用return与调用exit()的效果相同。因此,在main(),下面的语句:
和下面这条语句的作用相同:
但是要注意,我们说的是“最初的调用”。如果main()在一个递归程序中,exit()仍然会终止程序,但是return只会把控制权交给上一级递归,直至最初的一级。然后return结束程序。return和exit()的另一个区别是,即使在其他函数中(除main()以外)调用exit()也能结束整个程序。
继续分析程序清单13.1,该程序使用fopen()函数打开文件。该函数声明在stdio.h中。它的第1个参数是待打开文件的名称,更确切地说是一个包含该文件名的字符串地址。第2个参数是一个字符串,指定待打开文件的模式。表13.1列出了C库提供的一些模式。
Mode Strings for fopen()
像UNIX和Linux这样只有一种文件类型的系统,带b字母的模式和不带b字母的模式相同。
新的C11新增了带x字母的写模式,与以前的写模式相比具有更多特性。
第一,如果以传统的一种写模式打开一个现有文件,fopen()会把该文件的长度截为0,这样就丢失了该文件的内容。但是使用带x字母的写模式,即使fopen()操作失败,原文件的内容也不会被删除。第二,如果环境允许,x模式的独占特性使得其他程序或线程无法访问正在被打开的文件。
程序成功打开文件后,fopen()将返回文件指针(file pointer),其他I/O函数可以使用这个指针指定该文件。文件指针(该例中是fp)的类型是指向FILE的指针,FILE是一个定义在stdio.h中的派生类型。文件指针fp并不指向实际的文件,它指向一个包含文件信息的数据对象,其中包含操作文件的I/O函数所用的缓冲区信息。因为标准库中的I/O函数使用缓冲区,所以它们不仅要知道缓冲区的位置,还要知道缓冲区被填充的程度以及操作哪一个文件。标准I/O函数根据这些信息在必要时决定再次填充或清空缓冲区。fp指向的数据对象包含了这些信息。
getc()和putc()函数与getchar()和putchar()函数类似。所不同的是,要告诉getc()和putc()函数使用哪一个文件。下面这条语句的意思是“从标准输入中获取一个字符”:
然而,下面这条语句的意思是“从fp指定的文件中获取一个字符”:
与此类似,下面语句的意思是“把字符ch放入FILE指针fpout指定的文件中”:
在putc()函数的参数列表中,第1个参数是待写入的字符,第2个参数是文件指针。
程序count.c把stdout作为putc()的第2个参数。stdout作为与标准输出相关联的文件指针,定义在stdio.h中,所以putc(ch, stdout)与putchar(ch)的作用相同。实际上,putchar()函数一般通过putc()来定义。与此类似,getchar()也通过使用标准输入的getc()来定义。
为何该示例不用putchar()而要用putc()?原因之一是为了介绍putc()函数;原因之二是,把stdout替换成别的参数,很容易将这段程序改写成文件输出。
从文件中读取数据的程序在读到文件结尾时要停止。如何告诉程序已经读到文件结尾?如果getc()函数在读取一个字符时发现是文件结尾,它将返回一个特殊值EOF。所以C程序只有在读到超过文件末尾时才会发现文件的结尾(一些其他语言用一个特殊的函数在读取之前测试文件结尾,C语言不同)。
为了避免读到空文件,应该使用入口条件循环(不是do-while循环)进行文件输入。鉴于getc()(和其他C输入函数)的设计,程序应该在进入循环体之前先尝试读取。如下面设计所示:
可以简化为:
由于ch = getc(fp)是while测试条件的一部分,所以程序在进入循环体之前就读取了文件。不要设计成下面这样:
第1个问题是,ch首次与EOF比较时,其值尚未确定。第2个问题是,如果getc()返回EOF,该循环会把EOF作为一个有效字符处理。这些问题都可以解决。例如,把ch初始化为一个哑值(dummy value),再把一个if语句加入到循环中。但是,何必多此一举,直接使用上面的设计范例即可。
其他输入函数也会用到这种处理方案,它们在读到文件结尾时也会返回一个错误信号(EOF或NULL指针)。
fclose(fp)函数关闭fp指定的文件,必要时刷新缓冲区。对于较正式的程序,应该检查是否成功关闭文件。如果成功关闭,fclose()函数返回0,否则返回EOF:
如果磁盘已满、移动硬盘被移除或出现I/O错误,都会导致调用fclose()函数失败。
stdio.h头文件把3个文件指针与3个标准文件相关联,C程序会自动打开这3个标准文件。如表13.2所示:
这些文件指针都是指向FILE的指针,所以它们可用作标准I/O函数的参数,如fclose(fp)中的fp。接下来,我们用一个程序示例创建一个新文件,并写入内容。
十三 C语言中的“文档大师”一一文件操作
欢迎关注微信公众号:大滨读书健身 学习是一辈子的事情,让我们一起进步;你所经历的一切,最终都将在岁月的洗礼中化为甘甜。
接下来,我会用几天的时间给大家介绍一下C语言,都是很朴素的语言,为的就是让普通人、非计算机专业的人也能看懂。欢迎大家阅读,并提出宝贵意见。
计算机和英语是现代人工作不可或缺的工具,是的,它们都是工具,是工具就有使用手册,那就让我们自学一下这个手册吧。
李笑来老师写过一本书,《自学是门手艺》,你能猜到这本书不是纯理论书籍,而是一本彻彻底底教你学习Python的书吗?是的,光有理论不行,最最重要的是实践!
计算机语言需要实践,英语学习也需要实践,现在李笑来正带领一帮人学习英语,怎么学?就是大声朗读,每天3个小时,什么?三个小时,你肯定觉得太疯狂,我哪有那么多时间?没关系1小时也行,最重要的是你要行动起来!
- 1. C语言简介
- 2. C语言开发环境搭建
- 3. 变量与数据类型
- 4. 运算符与表达式
- 5. 流程控制
- 6. 函数
- 7. 数组
- 8. 指针
- 9. 结构体
- 文件……
在C语言的世界里,文件操作就像是一位精通文档处理的“大师”。它不仅能够读取和写入文件中的数据,还能对文件进行各种复杂的操作,如创建、打开、关闭、定位等。有了这位“大师”的帮助,我们可以轻松地在程序中处理各种文件,实现数据的持久化存储和读取。
想象一下,你是一位作家,正在创作一部小说。文件操作就是你的得力助手,帮助你管理小说的章节、段落和句子。你可以使用它来创建新的章节文件,打开已有的文件进行编辑,将写好的段落写入文件,以及读取文件中的内容进行修改。
在C语言中,文件操作主要通过一系列函数来实现。这些函数允许我们打开文件、读取文件内容、写入数据到文件以及关闭文件。
下面是一个简单的例子,展示了如何使用C语言进行文件操作:
在上面的例子中,我们首先使用fopen函数打开一个名为example.txt的文件,并指定以写入模式(\”w\”)打开。如果文件不存在,fopen会创建它。然后,我们使用fprintf函数将字符串写入文件。写入完成后,我们使用fclose函数关闭文件。
接下来,我们再次使用fopen函数以读取模式(\”r\”)打开同一个文件。
然后,我们使用fgets函数从文件中读取内容,并将其存储在缓冲区buffer中。最后,我们使用printf函数将缓冲区的内容打印到控制台。读取完成后,我们再次使用fclose函数关闭文件。
通过上面的例子,我们可以看到C语言中的文件操作是非常直观和灵活的。我们可以根据需要打开文件、读取内容、写入数据以及关闭文件。同时,C语言还提供了许多其他的文件操作函数,如定位文件指针、移动文件指针、读取和写入二进制数据等,以满足更复杂的文件处理需求。
总的来说,文件操作是C语言中非常重要的一部分。它使得我们可以将程序中的数据持久化地保存在文件中,并在需要时读取和修改这些数据。通过熟练掌握文件操作的相关函数和技巧,我们可以更加高效地处理文件,为程序的稳定性和可扩展性提供有力的支持。
待续…
本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com
文章为作者独立观点不代本网立场,未经允许不得转载。