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Linux中的标准IO【上】

article 2025/2/27 23:07:17

                    
                        
                    
                    标准IO 
fopen() 
  FILE * fopen(const char * restrict path, const char * restrict mode);
第一个参数表示被打开文件路径，第二个参数表示打开文件模式—模式不同，对同一个文件有不同的更改
r和r+模式下不存在文件则也无法创建，其余模式若文件本就不存在可以先创建后读取
const修饰用户无法修改对应参数
   char *ptr = "abc";
  ptr[0] = "x";
  // 是否正确？
  // linux下不正确因为其是字符串常量因此不可用修改
 
  成功后会返回一个FILE指针，如果失败则返回空指针并将errno进行设置
errno在未被设置时是一个全局变量，出错后会将出错信息放在这个上面
补充两个函数—将errno的数字转换成message 
    perror(“fopen:”)—报错系统具体信息，在串后加入出错信息
char *strerror(int errno)—#include<string.h>
fprintf(stderr, “fopen():%s\n”, strerror(errno));
 
辨析stderr报错和perror报错信息 
    fprintf(stderr, “Usage…\n”);
这行代码使用了C语言标准库中的fprintf函数来向标准错误输出流（stderr）打印一条消息，消息内容为"Usage…"。通常，这种语句用于显示程序的使用方法或错误消息，以便用户可以了解如何正确使用程序或了解程序运行中的错误信息。在这种情况下，将消息输出到stderr流可以确保消息不会与程序的标准输出混淆，而是会被重定向到标准错误输出（通常是终端窗口）中。
perror(“stat()”)；
这行代码使用了C语言标准库中的perror函数，用于将最近一次发生的错误信息输出到标准错误流（stderr）中。在这个例子中，perror(“stat()”)将输出一个类似于"stat(): No such file or directory"的错误信息，指示最近一次执行的stat函数失败，并指明失败的原因为"文件或目录不存在"。
通常，perror函数在程序中用于处理系统调用或库函数失败的情况，以便向用户提供更有意义的错误信息。输出的错误信息中包含了错误代码和对应的错误信息，可以帮助程序员快速定位程序出错的原因。
 
两种报错方式的不同 
    输出位置不同：fprintf函数输出错误信息到标准错误流（stderr），而perror函数直接将错误信息输出到标准错误流中。
输出内容不同：fprintf函数可以输出任何指定格式的错误信息，包括自定义错误信息和变量值，而perror函数只输出最近一次系统调用或库函数失败的错误信息，通常包含错误代码和对应的错误信息。
方便程度不同：使用fprintf函数输出错误信息需要自己组织错误信息的格式和内容，而perror函数可以直接输出系统调用或库函数失败的错误信息，方便快捷。
 
linux中stdin,stdout,stderr 
    stdout, stdin, stderr的中文名字分别是标准输出，标准输入和标准错误
在Linux下，当一个用户进程被创建的时候，系统会自动为该进程创建三个数据流，也就是题目中所提到的这三个。那么什么是数据流呢（stream）？我们知道，一个程序要运行，需要有输入、输出，如果出错，还要能表现出自身的错误。这是就要从某个地方读入数据、将数据输出到某个地方，这就够成了数据流。
因此，一个进程初期所拥有的这么三个数据流，就分别是标准输出、标准输入和标准错误，分别用stdout, stdin, stderr来表示。对于这三个数据流来说，默认是表现在用户终端上的。
 
 
回顾知识点 
  什么样的数据类型在堆、栈及静态区 
    堆—一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。
栈—由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
静态区（全局区）—全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。有一大特点如果被多次声明，其只分配一块区域，这就需要你在访问该类变量的过程中，只能对一块区域进行操作。这就导致变量相同的只能访问一个。
 
 
问题—fopen()是在哪里呢？—堆上—简单来说—一般情况下有互逆操作的都在堆上 
  fclose()—关闭一个流 
    int fclose(FILE *fp)
 
fgetc() 
    int fgetc(FILE *stream)// 与getc相同,EOF则存在报错—其实是一个函数
注意返回是int，不是char
int getc(FILE *stream)// 与getchar等价，可以在任意流中获得内容—其实是一个宏
宏和函数的区别 
      宏只占用编译时间，不占用调用时间
 
 
fputc() 
    int fputc(int c, FILE *stream)
int putc(int c, FILE *stream)//返回值是int
 
   //需求分析---命令行实现将一个文件拷贝进入另一个文件
  #include<stdio.h>
  #include<stdlib.h>
  int main(int argc, char** argv){
    FILE *fpo, *fpc;
    int ch;//观察是否读取到文件内容，也可以判断是否达到文件读取的底部
    if(argc < 3){
      fprintf(stderr, "Usage: %s, <src_file>, <dest_file>", argv[0]);
    }
    fpo = fopen(argv[1], "r");
    if(fpo == NULL){
      perror("fopen()");
      exit(1);
    }
    fpc = fopen(argv[2], "w");
    if(fpc == NULL)	
      {
        fclose(fpo);//防止内存泄漏
        perror("fopen()");
        exit(1);
      }
    while (1)
    {
      ch = fgetc(fpo);
      if (ch == EOF){
        break;
      }
      fputc(ch, fpc);//将ch放入fpc
    }
    fclose(fpc);//先删除依赖
    fclose(fpo);
    exit(0);
  }
 
  补充知识点 
    如何将命令行参数转换为主函数的参数
 
   //int main(int argc, char **argv)
  //argc是命令行有几个参数输入的总量，argv则是一个数组，下标从1开始就是第一个参数
 
  fgets() 
    gets()不检查缓冲区的溢出情况，只约束了地址，不检查终端最后输入地址时是否够放入存储的空间。因此，使用fgets()更好
char *gets(char *s)//只有地址不检查当前输入长度
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream)//有长度检查功能，读到size-1个字符，而后有一个’\n’
fgets有两种可能结束 
      读到size-1个
读到’\n’
 
使用fgets输入一个"ab",则真正存储的是"ab\0",而每次读取结束的标志是要存在\n,可以理解为只有\n被读取才能证明该流被读取完
例
   // 试判断abcd这个流需要几次才能用以下的fgets读取成功
  #define SIZE 5
  fgets(buf, SIZE, stream);
  // 答案---两次
  // 第一次---abcd\0 注意但并未读到\n
  // 第二次---\n\0...读取完成
  // 读取完成后为NULL
 
fputs() 
    int puts(const char *s)//遇到\0为止
int fputs(const char *s, FILE *stream)
 
fread() 
    size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream) 
      解读—在stream读入ptr,读入nmemb个对象，每个对象大小为size，因此，ptr大小为nmemb*size
 
返回值其实就是读取了多少个对象nmemb
 
fwrite() 
    size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)
 
这两个函数没有边界验证,只能操作比较整齐的数据，为了保险起见一般size我们选择1字节。退化为fgetc使用。可以从下面这个例子来看。
   fread(buf, size, nmemb, fp);
  1->数据量足够
  2->只有5个字节
  fread(buf, 1, 10, fp);
  1->10->10字节
  2->5->5字节
  fread(buf, 10, 1, fp);
  1->1->10字节
  2->0->？？   
 

                