APUE---标准I/O库

Posted 2020-08-03 制造天堂

十、定位流

#include <stdio.h>
long ftell(FILE *fp);
//若成功，返回当前文件位置指示；若出错，返回-1L
int fseek(FILE *fp, long offset, int whence);
//若成功，返回0；若出错，返回-1L
void rewind(FILE *fp);

　　对于一个二进制文件，whence可以为SEEK_SET/SEEK_CUR/SEEK_END;对于文本文件，whence只能是SEEK_SET,并且offset只能是：0（后退到文件的起始位置）或是对该文件的ftell所返回的值。使用rewind也可以将一个流设置到文件的起始位置。

#include <stdio.h>
off_t ftello(FILE *fp);
int fseeko(FILE *fp， off_t offset, int whence);
//除了偏移量的类型不同，其余同上

#include <stdio.h>
int fgetpos(FILE *restrict fp, fpos_t *restrict pos);
//将文件位置指示器存入pos指向的对象中
int fsetpos(FILE *fp, const fpos_t *pos);

十一、格式化I/O
　　此章节太过繁琐，并且意义不大，以后需要使用再过补充。

十二、实现细节

#include <apue.h>
#include <my_err.h>

void pr_stdio(const char *, FILE *);
int  is_unbuffered(FILE *);
int  is_linebuffered(FILE *);
int  buffer_size(FILE *);

int main(void)
{
    FILE *fp;

    fputs("enter any character\n", stdout);
    if(getchar() == EOF)
    {
        err_sys("getchar error");
    }

    fputs("one line to standard error\n", stderr);

    pr_stdio("stdin", stdin);
    pr_stdio("stdout", stdout);
    pr_stdio("stderr", stderr);

    if((fp == fopen("/etc/passwd", "r")) == NULL)
    {
        err_sys("fopen error");
    }
    if(getc(fp) == EOF)
    {
        err_sys("getc error");
    }

    pr_stdio("/etc/passwd", fp);
    exit(0);
}

void pr_stdio(const char *name, FILE *fp)
{
    printf("stream = %s, ", name);
    if(is_unbuffered(fp))
    {
        printf("unbuffered");
    }
    else if(is_linebuffered(fp))
    {
        printf("linebuffered");
    }
    else
    {
        printf("fully buffered");
    }
    printf(", buffer size = %d\n", buffer_size(fp));
}


int is_unbuffered(FILE *fp)
{
    return fp->_flags & _IONBF;
}
int is_linebuffered(FILE *fp)
{
    return fp->_flags & _IOLBF;
}
int buffer_size(FILE *fp)
{
    return fp->_IO_buf_end - fp->_IO_buf_base;
}

5-11 对各个标准I/O流打印缓冲状态信息

十三、临时文件

　　ISO C标准I/O库提供了两个函数帮助创建临时文件

#include <stdio.h>
char *tmpnam(char *ptr);
FILE *tmpfile(void);

　　tmpnam函数产生一个与现有文件名不同的一个有效路径名字符串，若ptr是NULL，则产生的路径存放在一个静态区，指向该静态区的指针作为函数值返回，后续调用tmpnam时，会重写该静态区；若ptr不是NULL，则认为他应该是长度至少是L_tmpnam的字符数组，用这个名字创建临时文件可能存在问题，因为得到文件名和创建是两个动作，不具有唯一性。tmpfile是直接创建一个临时文件，其操作手法是先调用tmpnam产生一个唯一的路径名，然后创建一个文件，然后立即unlink它。

#include <apue.h>
#include <my_err.h>
int main(void)
{
    char name[L_tmpnam], line[MAXLINE];
    FILE *fp;

    printf("%s\n", tmpnam(NULL));

    tmpnam(name);
    printf("%s\n", name);

    if((fp = tmpfile()) == NULL)
    {
        err_sys("tmpfile error");
    }

    fputs("one line of output\n", fp);
    rewind(fp);
    if(fgets(line, sizeof(line), fp) == NULL)
    {
        err_sys("fgets error");
    }

    fputs(line, stdout);
    exit(0);
}

5-12 tmpnam和tmpfile函数实例

#include <stdlib.h>
char *mkdtemp(char *template);
//若成功，返回指向目录名的指针；若出错，返回NULL
int mkstemp(char *template);
//若成功，返回文件描述符；若出错，返回-1

　　mkdtemp函数创建了一个目录，该目录有一个唯一的名字；mkstemp函数创建了一个文件，该文件有一个唯一的名字，名字是通过template字符串进行选择的，与tempfile不同，mkstemp创建的临时文件不会自动删除，如果希望删除，需要自己手动unlink。

#include <apue.h>
#include <my_err.h>
#include <errno.h>

void make_temp(char *template);

int main(void)
{
    char good_template[] = "/tmp/dirXXXXXX";
    char *bad_template   = "/tmp/dirXXXXXX";

    printf("trying to create first temp file...\n");
    make_temp(good_template);

    printf("trying to create second temp file...\n");
    make_temp(bad_template);
    exit(0);
}

void make_temp(char *template)
{
     int fd;
     struct stat buf;
     if((fd = mkstemp(template)) < 0)
     {
         err_sys("can‘t create temp file");
     }

     printf("temp name=%s\n", template);
     close(fd);
     if(stat(template, &buf) < 0)
     {
         if(errno == ENOENT)
         {
             printf("file doesn‘t exit\n");
         }
         else
         {
             printf("stat failed\n");
         }
     }
     else
     {
         printf("file exists\n");
         unlink(template);
     }
}

5-13 mkstemp函数的应用

trying to create first temp file...
temp name=/tmp/dirQREuAu
file exists
trying to create second temp file...
Segmentation fault (core dumped)
//第二种情况，指针自身驻留在栈上，编译器把字符串存放在可执行文件的只读段，当mkstemp函数试图修改字符串时，出现了段错误

十四、内存流
　　标准I/O库把数据缓存在内存中，因此每次一字符和每次一行的I/O更有效，我们也可以通过调用setbuf或setvbuf函数让I/库使用我们自己的缓冲区在SUSv4中支持了内存流，这就是标准I/O流，虽然仍使用FILE指针进行访问，但其实并没有底层文件，所有的I/O都是通过在缓冲区与贮存之间来回传送字节完成的。有三个函数可用于内存流的创建。

#include <stdio.h>
FILE *fmemopen(void *restrict buf, size_t size, const char *restrict type);

　　fmemopen函数允许调用者提供缓冲区用于内存流，buf参数指向缓冲区开始的位置，size参数制订了缓冲区大小的字节数，如果buf参数为空，fmemopen函数分配size字节数的缓冲区，在这种情况下，当流关闭时缓冲区就会被释放。type参数控制如何使用流。其和文件有以下区别：

1.无论何时以追加写方式打开内存流时，当前文件位置设为缓冲区中的第一个null字节，如果缓冲区不存在null字节，则当前位置就设为缓冲区结尾的后一个字节。当流不是以追加写方式打开时，当前位置设置为缓冲区的开始位置。因为追加写模式通过第一个null字节确定数据的尾端，内存流并不适合存储二进制数据。

2.如果buf参数是一个null指针，打开流进行读和写都没有任何意义。

3.任何时候需要增加流缓冲区中数据量以及调用fclose、fflush、fseek、fseeko以及fsetpos时都会在当前位置写入一个null字节

<apue.h>
#include <my_err.h>

#define BSZ 48

int main(void)
{
    FILE *fp;
    char buf[BSZ];

    memset(buf, ‘a‘, BSZ-2);
    buf[BSZ-2] = ‘\0‘;
    buf[BSZ-1] = ‘X‘;
    if((fp = fmemopen(buf, BSZ, "w+")) == NULL)
    {
        err_sys("fmemopen failed.");
    }
    printf("initial buffer contents:%s\n", buf);
    fprintf(fp, "hello world");
    printf("before flush:%s\n", buf);
    fflush(fp);
    printf("after flush:%s\n", buf);
    printf("len of string in buf = %ld\n", (long) strlen(buf));

    memset(buf, ‘b‘, BSZ-2);
    buf[BSZ-2] = ‘\0‘;
    buf[BSZ-1] = ‘X‘;
    fprintf(fp, "hello, world");
    fseek(fp, 0, SEEK_SET);
    printf("after fseek:%s\n", buf);
    printf("len of string in buf = %ld\n", (long) strlen(buf));

    memset(buf, ‘c‘, BSZ-2);
    buf[BSZ-2] = ‘\0‘;
    buf[BSZ-1] = ‘X‘;
    fprintf(fp, "hello, world");
    fclose(fp);
    printf("after fclose:%s\n", buf);
    printf("len of string in buf = %ld\n", (long) strlen(buf));

    return 0;
}

5-15 观察内存流的写入操作

#include <stdio.h>
FILE *open_memstram(char **bufp, size_t *size);

#include <wchar.h>
FILE *open_wmemstream(wchar_t **bufp, size_t *sizep);

　　open_memstream函数创建的流是面向字节的，open_wmemstream是面向宽字节的。他们同fmemopen函数的区别在于：1）创建的流只能写打开；2）不能制定自己的缓冲区，但可以分别bufp和sizep参数访问缓冲区地址和大小；3）关闭流后需要自动释放缓冲区；4）对流添加字节会增加缓冲区大小。

　　使用上面必须遵守的规则：缓冲区地址和长度只有在调用fclose或fflush后才有效；这些值只有在下一次流写入或调用fclose前才有效。使用内存流相比临时文件，会有很大的性能提升。