额滴笔记

标准IO

为什么使用标准IO？
系统IO在不同操作系统下的API接口不一致：

Linux: open, read, write, close...
Windows: winopen, winread...

C/C++语言标准委员会统一了文件操作接口 --> 标准IO

支持所有操作系统
提供统一的文件操作函数
通过IO流(文件)抽象文件操作

文件类型：

文本文件：
- 无组织、无格式，以字符ASCII解析
- 如：.cpp, .c, .txt, .cs, .html, .java, .py...
二进制文件：
- 有特定格式，需按格式解析
- 如：.exe, .out, .apk, .jpg, .mp4, .doc, .xls...

文件描述结构：
标准库用FILE结构体描述文件，包含两个缓冲区：

读缓冲区 (char *in)
写缓冲区 (char *out)

操作流程：
应用程序 -> 标准IO库 -> 操作系统IO -> 操作系统内核 -> 硬件

效率优势：

系统IO：读1字节需从硬盘取1字节
标准IO：读1字节从硬盘取整块数据放入缓冲区
- 缓冲类型：
  类型同步条件默认大小
  行缓冲缓冲区满/遇到\n/程序正常退出 1024字节
  全缓冲缓冲区满 4096字节
  无缓冲有1字节即同步 1字节

类型	同步条件	默认大小
行缓冲	缓冲区满/遇到`\n`/程序正常退出	1024字节
全缓冲	缓冲区满	4096字节
无缓冲	有1字节即同步	1字节

标准IO流

程序自动打开三个标准IO流：

标准输入流：FILE *stdin
- 指向输入设备（键盘）
- 如：scanf
标准输出流：FILE *stdout
- 指向输出设备（终端）
- 如：printf
标准出错流：FILE *stderr
- 指向错误输出设备（终端）
- 如：perror

标准IO API接口

打开/关闭文件流

FILE *fopen(const char *filename, const char *modes);  
/*  
@描述：  
    打开文件流  
@filename：  
    文件名（含路径）  
@modes：  
    "r"    : 只读，流定位到文件开头  
    "r+"   : 读写，流定位到文件开头  
    "w"    : 只写，截断文件或创建新文件  
    "w+"   : 读写，文件不存在则创建，存在则截断  
    "a"    : 追加写入，文件不存在则创建  
    "a+"   : 读写追加，写入时定位到文件末尾  
@return：  
    成功返回FILE*指针，失败返回NULL（errno被设置）  
*/  

int fclose(FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    关闭文件流  
@stream：  
    文件流指针  
@return：  
    成功返回0，失败返回EOF（errno被设置）  
*/

读写操作

单字节读写

// 读取单字节  
int fgetc(FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    从文件流读取一个字符  
@stream：  
    文件流指针  
@return：  
    成功返回字符ASCII码，失败返回EOF  
*/  

// 写入单字节  
int fputc(int c, FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    写入字符到文件流  
@c：  
    字符ASCII码  
@stream：  
    文件流指针  
@return：  
    成功返回字符ASCII码，失败返回EOF  
*/

行读写

// 读取一行  
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    从文件流读取一行  
@s：  
    存储字符串的空间  
@size：  
    最大读取字节数（包含结尾\0）  
@stream：  
    文件流指针  
@return：  
    成功返回s地址，失败返回NULL  
*/  

// 写入字符串  
int fputs(const char *s, FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    写入字符串到文件流  
@s：  
    待写入字符串  
@stream：  
    文件流指针  
@return：  
    成功返回非负数，失败返回EOF  
*/

注意：fputs与puts区别：
fputs可指定输出流，无自动换行
puts固定输出到stdout，自动添加\n

直接读写

// 块读取  
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    从文件流读取数据块  
@ptr：  
    存储数据的内存地址  
@size：  
    单个元素大小  
@nmemb：  
    元素个数  
@stream：  
    文件流指针  
@return：  
    成功返回实际读取的元素个数  
*/  

// 块写入  
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    写入数据块到文件流  
@ptr：  
    待写入数据地址  
@size：  
    单个元素大小  
@nmemb：  
    元素个数  
@stream：  
    文件流指针  
@return：  
    成功返回实际写入的元素个数  
*/

缓冲区控制

// 强制同步缓冲区  
int fflush(FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    强制同步缓冲区数据到硬件  
@stream：  
    文件流指针（NULL表示刷新所有流）  
@return：  
    成功返回0，失败返回EOF  
*/  

// 设置缓冲区策略  
int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);  
/*  
@描述：  
    设置缓冲区类型和大小  
@stream：  
    文件流指针  
@buf：  
    用户提供的缓冲区（需长期有效）  
@mode：  
    _IONBF（无缓冲）  
    _IOLBF（行缓冲）  
    _IOFBF（全缓冲）  
@size：  
    缓冲区大小  
@return：  
    成功返回0  
*/

文件定位

// 设置光标位置  
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);  
/*  
@描述：  
    移动文件流光标  
@stream：  
    文件流指针  
@offset：  
    偏移量（正数向后，负数向前）  
@whence：  
    SEEK_SET（文件开头）  
    SEEK_CUR（当前位置）  
    SEEK_END（文件末尾）  
@return：  
    成功返回0，失败返回-1  
*/  

// 获取光标位置  
long ftell(FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    获取光标到文件头的字节数  
@stream：  
    文件流指针  
@return：  
    成功返回字节数，失败返回-1  
*/  

// 重置光标到文件头  
void rewind(FILE *stream);  
/*  
@描述：  
    重置光标到文件开头  
@stream：  
    文件流指针  
*/

错误处理

// 清除错误标志  
void clearerr(FILE *stream);  

// 检测文件结束  
int feof(FILE *stream);  
/*  
@return：  
    文件结束返回非0，否则返回0  
*/  

// 检测文件错误  
int ferror(FILE *stream);  
/*  
@return：  
    出错返回非0，否则返回0  
*/

格式化I/O

格式化输入

// 从文件流格式化输入  
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);  

// 从字符串格式化输入  
int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

格式化输出

// 输出到文件流  
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);  

// 输出到字符串  
int sprintf(char *str, const char *format, ...);

格式化字符串规则：
普通字符：必须精确匹配输入
格式化字符：%d, %s, %c, %f...
转义字符：\n, \t, \x89...

C++文件操作

cpp

#include <fstream>  

// 文件写入  
ofstream;  
// 文件读取  
ifstream;  
// 文件读写  
fstream;  

// 打开文件  
void open(const char *filename, ios::openmode mode);

打开模式：

ios::in：读模式
ios::out：写模式
ios::ate：初始位置在文件尾
ios::app：追加模式
ios::trunc：存在则截断
ios::binary：二进制模式

作业

封装标准IO操作为C++类
完成目录拷贝作业

标准IO ​

标准IO流 ​

标准IO API接口 ​

打开/关闭文件流 ​

读写操作 ​

单字节读写 ​

行读写 ​

直接读写 ​

缓冲区控制 ​

文件定位 ​

错误处理 ​

格式化I/O ​

格式化输入 ​

格式化输出 ​

C++文件操作 ​

作业 ​