Ввод/вывод файла C

Язык программирования C предоставляет множество стандартных библиотечных функций для файлов ввода и вывода . Эти функции составляют основную часть стандартной библиотеки C. заголовка < stdio.h > . ^[1] Функциональность происходит от «портативного пакета ввода-вывода», написанного Майком Леском из Bell Labs в начале 1970-х годов. ^[2] и официально стал частью операционной системы Unix в версии 7 . ^[3]

Функциональность ввода-вывода C по современным стандартам находится на довольно низком уровне; все файловые операции на операции с потоками байтов C абстрагирует , которые могут быть «входными потоками» или «выходными потоками». В отличие от некоторых более ранних языков программирования, C не имеет прямой поддержки с произвольным доступом файлов данных ; чтобы прочитать запись в середине файла, программист должен создать поток, перейти к середине файла, а затем последовательно прочитать байты из потока.

Потоковая модель файлового ввода-вывода была популяризирована Unix, которая разрабатывалась одновременно с самим языком программирования C. Подавляющее большинство современных операционных систем унаследовали потоки от Unix, а многие языки семейства языков программирования C унаследовали интерфейс файлового ввода-вывода C с небольшими изменениями, если таковые вообще были (например, PHP ).

Обзор

Эта библиотека использует так называемые потоки для работы с физическими устройствами, такими как клавиатуры, принтеры, терминалы или с файлами любого другого типа, поддерживаемыми системой. Потоки — это абстракция для единообразного взаимодействия с ними. Все потоки имеют схожие свойства независимо от индивидуальных характеристик физической среды, с которой они связаны. ^[4]

Функции

Большинство функций ввода/вывода файла C определены в <stdio.h> (или в C++ заголовке cstdio , который содержит стандартную функциональность C, но в std пространство имен ).

	Байт характер	Широкий характер	Описание
Доступ к файлам	открыть		Открывает файл (с именем файла, отличным от Unicode в Windows, и возможным именем файла UTF-8 в Linux).
	свободный доступ		Открывает другой файл с существующим потоком
	смыть		Синхронизирует выходной поток с реальным файлом
	fзакрыть		Закрывает файл
	setbuf		Устанавливает буфер для файлового потока
	setvbuf		Устанавливает буфер и его размер для файлового потока.
	по всему миру		Переключает поток файлов между вводом-выводом с широкими символами и вводом-выводом с узкими символами.
Прямой ввод/вывод	бояться		Читает из файла
Прямой ввод/вывод	написать		Записывает в файл
Неформатированный ввод/вывод	fgetc получить	вставать вставать	Читает байт/ wchar_t из файлового потока
	fgets	плод	Читает байт/ строка wchar_t из файлового потока
	fputc putc	fputwc удар	Записывает байт/ wchar_t в файловый поток
	fputs	fputws	Записывает байт/ строка wchar_t в файловый поток
	получитьчар	подойти ближе	Читает байт/ wchar_t из стандартного ввода
	~~получает~~	—	Считывает строку байтов из стандартного ввода до тех пор, пока не встретится новая строка или конец файла (устарело в C99, удалено из C11).
	putchar	шлюха	Записывает байт/ wchar_t в стандартный вывод
	ставит	—	Записывает строку байтов в стандартный вывод
	смазка и т. д.	синглтон	Помещает байт/ wchar_t обратно в файловый поток
Отформатированный ввод/вывод	сканирование fscanf sscanf	wscanf fwscanf swscanf	Читает форматированный байт/ wchar_t со стандартного ввода, ввод файловый поток или буфер
	всканф vfscanf vsscanf	vwscanf vfwscanf vswscanf	Считывает форматированный входной байт/ wchar_t из стандартного ввода, файловый поток или буфер с использованием списка переменных аргументов
	печать fprintf спринтф snprintf	wprintf fwprintf swprintf	Печатает форматированный байт/ вывод wchar_t на стандартный вывод, файловый поток или буфер
	vprintf vfprintf vsprintf vsnprintf	vwprintf vfwprintf vswprintf	Печатает форматированный байт/ вывод wchar_t на стандартный вывод, файловый поток или буфер с использованием списка переменных аргументов
	ошибка	—	Записывает описание текущей ошибки в stderr.
Позиционирование файла	сказать брат		Возвращает индикатор текущей позиции файла
	fseek из fsee		Перемещает индикатор положения файла в определенное место в файле.
	fgetpost		Получает индикатор позиции файла
	fsetpos		Перемещает индикатор положения файла в определенное место в файле.
	перемотать назад		Перемещает индикатор позиции файла в начало файла.
Ошибка умение обращаться	ясно		Очищает ошибки
	Феоф		Проверяет конец файла
	ужас		Проверяет наличие ошибок в файле
Операции в файлах	удалять		Стирает файл
	переименовывать		Переименовывает файл
	tmp-файл		Возвращает указатель на временный файл
	tmpnam		Возвращает уникальное имя файла

Константы

Константы, определенные в Заголовок <stdio.h> включает в себя:

Имя	Примечания
ЭОФ	Отрицательное целое число типа int используется для обозначения условий конца файла
БЕЗ БАФА	Целое число, которое представляет собой размер буфера, используемого setbuf() функция
FILENAME_MAX	Размер массив символов , достаточно большой для хранения имени любого файла, который можно открыть.
FOPEN_MAX	Количество файлов, которые могут быть открыты одновременно; будет минимум восемь
_ИОФБФ	Аббревиатура от «полностью буферизованный ввод/вывод»; это целое число, которое можно передать в setvbuf() Функция для запроса буферизованного ввода и вывода для открытого потока
_ИОЛБФ	Аббревиатура от «буферизованная строка ввода/вывода»; это целое число, которое можно передать в setvbuf() Функция для запроса строкового буферизованного ввода и вывода для открытого потока
_IONBF	Сокращение от «ввод/вывод без буферизации»; это целое число, которое можно передать в Функция setvbuf() для запроса небуферизованного ввода и вывода для открытого потока
L_tmpnam	Размер массив символов , достаточно большой для хранения временного имени файла, сгенерированного tmpnam() функция
НУЛЕВОЙ	Макрос, расширяющийся до константы нулевого указателя ; то есть константа, представляющая значение указателя, которое гарантированно не будет действительным адресом объекта в памяти.
SEEK_CUR	Целое число, которое можно передать в Функция fseek() для запроса позиционирования относительно текущей позиции файла
SEEK_END	Целое число, которое можно передать в Функция fseek() для запроса позиционирования относительно конца файла
SEEK_SET	Целое число, которое можно передать в Функция fseek() для запроса позиционирования относительно начала файла
ТМП_МАКС	Максимальное количество уникальных имен файлов, генерируемых tmpnam() функция ; будет минимум 25

Переменные

Переменные, определенные в Заголовок <stdio.h> включает в себя:

Имя	Примечания
стандартный ввод	Указатель на ФАЙЛ , который относится к стандартному потоку ввода, обычно с клавиатуры.
стандартный вывод	Указатель на ФАЙЛ , который относится к стандартному потоку вывода, обычно это дисплейный терминал.
stderr	Указатель на ФАЙЛ , который относится к стандартному потоку ошибок, часто это дисплейный терминал.

Типы участников

Типы данных, определенные в Заголовок <stdio.h> включает в себя:

ФАЙЛ – также известный как файла дескриптор или Указатель FILE , это непрозрачный указатель , содержащий информацию о файле или текстовом потоке, необходимую для выполнения над ним операций ввода или вывода, в том числе:
- специфичный для платформы идентификатор соответствующего устройства ввода-вывода, например файловый дескриптор
- буфер
- индикатор ориентации потока (не установлен, узкий или широкий)
- индикатор состояния буферизации потока (без буферизации, с строковой буферизацией, с полной буферизацией)
- Индикатор режима ввода-вывода (входной поток, выходной поток или поток обновления)
- индикатор двоичного/текстового режима
- индикатор конца файла
- индикатор ошибки
- текущая позиция потока и состояние многобайтового преобразования (объект типа mbstate_t)
- возвратная блокировка (требуется начиная с C11 )
fpos_t – тип, не являющийся массивом, способный однозначно идентифицировать позицию каждого байта в файле и каждое состояние преобразования, которое может произойти во всех поддерживаемых многобайтовых кодировках символов.
size_t – целочисленный тип без знака , который является типом результата sizeof . Оператор

Расширения

Стандарт POSIX определяет несколько расширений для stdio в своих базовых определениях, среди которых функция readline , которая выделяет память, файлено и функции fdopen , которые устанавливают связь между Объекты FILE и файловые дескрипторы , а также группа функций для создания Объекты FILE , которые ссылаются на буферы в памяти. ^[5]

Пример

Следующая программа на языке C открывает двоичный файл с именем myfile , считывает из него пять байтов, а затем закрывает файл.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    char buffer[5];
    FILE* fp = fopen("myfile", "rb");

    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open file \"myfile\"");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (fread(buffer, 1, 5, fp) < 5) {
        fputs("An error occurred while reading the file.\n", stderr);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    fclose(fp);

    printf("The bytes read were: ");
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("%02X ", buffer[i]);
    }
    putchar('\n');

    return EXIT_SUCCESS;
}

Альтернативы stdio

Несколько альтернатив stdio были разработаны. Среди них C++ iostream , часть стандарта ISO C++ . ISO C++ по-прежнему требует функциональность stdio .

Другие альтернативы включают Sfio. ^[6] (Библиотека безопасного/быстрого ввода-вывода) от AT&T Bell Laboratories . Эта библиотека, представленная в 1991 году, была призвана избежать несоответствий, небезопасных практик и неэффективности при разработке стдио . Среди его особенностей — возможность вставлять в поток функции обратного вызова для настройки обработки данных, считываемых из потока или записываемых в него. ^[7] Он был выпущен для внешнего мира в 1997 году, а последний релиз состоялся 1 февраля 2005 года. ^[8]

См. также

Ссылки

^ Спецификация ISO/IEC 9899:1999 . п. 274, § 7.19.
^ Керниган, Брайан ; Пайк, Роб (1984). Среда программирования UNIX . Энглвудские скалы : Прентис-холл . п. 200.
^ Макилрой, доктор медицины (1987). Читатель Research Unix: аннотированные выдержки из Руководства программиста, 1971–1986 (PDF) (Технический отчет). CSTR. Лаборатории Белла. 139.
^ "(stdio.h) — Справочник по C++" . С++ . Проверено 25 июля 2021 г.
^ stdio.h – Справочник базовых определений, Единая спецификация UNIX , версия 4 от Open Group.
^ «Sfio: безопасная/быстрая библиотека ввода-вывода» . Архивировано из оригинала 11 февраля 2006 года . Проверено 16 марта 2021 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
^ Корн, Дэвид Г .; Во, Кием-Фонг (1991). SFIO: безопасный/быстрый строковый/файловый ввод-вывод . Учеб. Летняя конференция USENIX. CiteSeerX 10.1.1.51.6574 .
^ Фаулер, Гленн С.; Корн, Дэвид Г.; Во, Кием-Фонг (2000). Расширенное форматирование с помощью Sfio . Учеб. Летняя конференция USENIX.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с вводом/выводом файлов C, на Wikimedia Commons

[1] Спецификация ISO/IEC 9899:1999 . п. 274, § 7.19.

[2] Керниган, Брайан ; Пайк, Роб (1984). Среда программирования UNIX . Энглвудские скалы : Прентис-холл . п. 200.

[reader-3] Макилрой, доктор медицины (1987). Читатель Research Unix: аннотированные выдержки из Руководства программиста, 1971–1986 (PDF) (Технический отчет). CSTR. Лаборатории Белла. 139.

[4] "(stdio.h) — Справочник по C++" . С++ . Проверено 25 июля 2021 г.

[5] stdio.h – Справочник базовых определений, Единая спецификация UNIX , версия 4 от Open Group.

[6] «Sfio: безопасная/быстрая библиотека ввода-вывода» . Архивировано из оригинала 11 февраля 2006 года . Проверено 16 марта 2021 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )

[7] Корн, Дэвид Г .; Во, Кием-Фонг (1991). SFIO: безопасный/быстрый строковый/файловый ввод-вывод . Учеб. Летняя конференция USENIX. CiteSeerX 10.1.1.51.6574 .

[8] Фаулер, Гленн С.; Корн, Дэвид Г.; Во, Кием-Фонг (2000). Расширенное форматирование с помощью Sfio . Учеб. Летняя конференция USENIX.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]