在C语言中,标准输入/输出(简称标准I/O)是一种方便程序员进行文件操作的抽象层。本章主要讲解了关于标准I/O的一些关键概念和常用函数,包括文件的定义、分类、流与File指针的概念,以及文件的打开、读写、定位和关闭等操作。
1. **文件的基本概念**
- **文件** 是一组相关数据的有序集合,通过文件名来标识。
- 文件可以分为多种类型:常规文件(存储各种数据)、目录文件(包含其他文件的路径信息)、字符设备文件(如键盘、打印机,提供无缓冲访问)、块设备文件(如硬盘,提供带缓冲访问)、FIFO(命名管道,用于进程间通信)、套接字(用于网络通信)以及符号链接(指向其他文件)。
2. **流和File对象**
- **流** 是I/O操作中数据流动的抽象概念,分为文本流和二进制流。文本流处理字符数据,转换特殊字符如`\n`,而二进制流则直接处理原始二进制数据。
- **FILE指针** 是C语言中用于表示文件的一个特定结构体类型,它在内存中保存了关于文件的各种信息。所有标准I/O操作都是基于流进行的,FILE *是流的表示。
3. **文件缓冲**
- **文件缓冲** 是为了提高I/O效率,系统会在内存中为每个打开的文件分配一个缓冲区。读写数据时,先与缓冲区交互,减少了直接与磁盘交互的次数。缓冲区分为全缓冲、行缓冲和无缓冲三种类型,分别适用于不同场景。
4. **文件的常见操作**
- **打开文件**:使用`fopen()`函数,传入文件名和模式(读写、追加等),返回一个FILE指针。
- **关闭文件**:使用`fclose()`函数,传入已打开的FILE指针,结束文件操作并释放资源。
- **字符读写**:`fgetc()`用于读取单个字符,`fputc()`用于写入单个字符;`fgets()`用于读取字符串,`fputs()`用于写入字符串。
- **块读写**:`fread()`和`fwrite()`用于按块读写数据,通常用于二进制文件。
- **文件定位**:`fseek()`函数可以改变文件指针的位置,`ftell()`获取当前文件位置。
5. **标准I/O库**
- 标准I/O库(如ANSI C标准所规定)提供了诸如<stdio.h>头文件中的函数,它们是对底层系统调用的封装,简化了文件操作,同时处理了缓存等细节问题。
通过学习这一章,你可以理解C语言中文件操作的基本原理,并能熟练使用标准I/O库提供的函数进行文件的创建、打开、读写、关闭以及文件指针的移动等操作,为编写涉及文件处理的C程序打下坚实基础。在实际编程中,合理利用文件缓冲可以显著提高程序的运行效率。同时,理解不同类型的文件和它们的用途,对于处理各种类型的系统资源至关重要。
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