Linux学习笔记-标准IO库

· 标准IO库

· FILE指针

· 标准输入、标准输出、标准错误

· fopen、fclose、fwrite、fread、fseek、ftell、feof、ferror、clearerr函数

· 格式化IO（printf、fprintf、dprintf、sprintf、snprintf）：（scanf、fscanf、sscanf）

· IO缓冲

· FILE指针与文件描述符互转

· 1.标准IO库

标准IO库是C语言下的，它是构建在系统调用之上的。其优势是不同的操作系统存在不同的系统的调用，同样的语言逻辑，而C语言具有更好的移植性。与此同时，标准IO具有自己的stdio缓存区，运行效率要比文件IO更好。

· 2.FILE指针

文件IO中每打开一次文件，就会返回一个文件描述符fd，对于标准IO而言，会返回一个FILE指针，FILE是一个结构体数据类型，记录了fd、缓冲区指针、缓存长度等。

· 3.标准输入（0）、标准输出（1）、标准错误（2）

标准输入（通常指键盘）、标准输出、错误（通常指屏幕）；当用户与计算机进行交互时，会从标准输入文件stdin得到数据，在输出到标准输出stdout文件中，而将错误信息输出到stderr文件中去；每个进程被打开后会默认打开标准输入、标准输出和标准错误。

· 4.fopen、fclose、fwrite、fread函数

使用man 3 手册进行查看相关参数；fopen如果打开时需要创建文件，默认权限都是可读可写；

· 5.格式化IO

printf用于将格式化数据写入到标准输出，fprintf和sprintf都是将格式化数据写入到指定文件中，只不过一个传FILE指针，另外一个是传入文件描述符fd；sprintf和snprintf都是将格式化数据写入到指定的缓存buf中；

格式控制字符串format：

以下是type类型：

flags：

Width:

Precision:

Length:

格式化输出：

sacnf可将用户输入的数据进行格式化转化；fscanf是从FILE指针指定的文件中读取数据再进行格式化转换；sscanf是从str指定的字符串读取再进行格式化转换。

注意 ： 程序中调用了scanf之后，终端会被阻塞，等待用户输入完成，按回车才会继续进行

· 6.IO缓存

对于write和read系统调用，在被使用时，内核会把数据存放到内核缓冲区，而不是直接写入到系统磁盘当中去的，但是内核具体什么时间把缓存中的数据写到磁盘当中去是不确定的，由内核存储算法自动判断。

控制文件IO内核缓存的系统调用sync、syncfs、fsync、fdatasync

fsync：将fd所对应的文件数据和元数据写入到磁盘中；fdatasync：将fd所对应的数据写入到磁盘中；sync：将文件IO缓存区所有的文件内容和元数据更新到磁盘中去；

以上对性能影响极大，大部分程序没有上面类似的需求。

使用O_DIRECT标志：直接将用户数据写到磁盘或直接从磁盘上读取数据；

当然，也有如下限制：

stdio缓冲

不同于内核维护的文件IO缓冲，stdio缓冲是用户空间的缓冲，通过一次性将stdio中的数据写入到内核缓冲或者拷贝到程序中的buf中，减少系统调用的次数而达到效率、性能的提升；

设置函数：setbuf、setbuffer、setvbuf；

标准输出默认是行缓冲模式，只有输出了换行符时，才会将换行符这一行字符进行输出显示（也就是刷入到内核缓冲区），在没有输出换行符之前，会将数据缓存在stdio缓冲区中。

· 7.FILE指针与文件描述符互转

fdopen：fd->FILE;

fileno：FILE->fd;

以上代码会先输出write，再输出print；

• • 2025-03-31 22:44:49
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