C语言中文件指针指向啥？

Posted 2023-02-25

【中文标题】C语言中文件指针指向啥？

【英文标题】：What does a file pointer point to in C?C语言中文件指针指向什么？

【发布时间】：2019-03-19 05:23:24

【问题描述】：

我正在尝试理解C中的输入和输出文件。一开始，当我们要打开一个文件进行读取时，我们声明一个文件指针如下：

FILE *fptr1 = fopen( "filename", "r")

我了解 FILE 是 stdio.h 库中的数据结构，它包含有关文件的信息。我也知道 fopen() 函数返回一个 FILE 结构。但是，这就是指针的目的。它只是指向一堆关于文件的信息？我一直在阅读这篇文章，并且听说过“文件流”这个词。我知道它是一个与文件通信的接口（觉得它含糊不清，但我会接受它）。简单来说，这就是指针所指向的 - 文件流吗？在上面的代码示例中，指针会指向输入文件流吗？

谢谢！

【问题讨论】：

它打算是含糊的。这个想法是不同的实现可以做不同的事情，但你不需要关心，因为你只处理FILE *。

相关：***.com/q/2423628/694576

指针指向描述打开文件的struct _IO_FILE。

见the Standard, C99 7.19。

【参考方案1】：

FILE 结构旨在不透明。换句话说，如果您希望您的程序保持可移植性，您不应该研究它。

此外，FILE 始终通过指针使用，因此您甚至不需要知道它的大小。

在某种程度上，您可以将其视为 void * 用于所有意图和目的。

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现在，如果您真的对 FILE 类型 可能包含的内容感兴趣，C 标准本身就很好地解释了它！见 C11 7.21.1p2：

(...) FILE 这是一种对象类型，能够记录控制流所需的所有信息，包括其文件位置指示符、指向其关联缓冲区的指针（如果有）、错误记录是否发生读/写错误的指示符，以及记录是否已到达文件末尾的文件结束指示符； (...)

如您所见，至少它包含以下内容：

文件内的位置 指向缓冲区的指针 错误标志 EOF 标志

它提到（和你一样）流。您可以在第 7.21.2 节 Streams 中找到有关它的更多详细信息：

输入和输出，无论是来自终端和磁带驱动器等物理设备，还是来自结构化存储设备支持的文件，都映射为逻辑数据流，其属性更多比它们的各种输入和输出均匀。支持两种形式的映射，文本流和二进制流。

(...)

二进制流是可以透明地记录内部数据的有序字符序列。 (...)

正如我们所读到的，流是一个有序的字符序列。请注意，它并没有说明这个序列是否是有限的！ （稍后会详细介绍）

​​>

那么，它们与文件有什么关系？让我们看看第 7.21.3 节文件：

一个流通过打开一个文件与一个外部文件（可能是一个物理设备）相关联，这可能涉及创建一个新文件。如有必要，创建现有文件会导致其以前的内容被丢弃。如果文件可以支持定位请求（例如磁盘文件，而不是终端），则与流关联的文件位置指示符定位在文件的起始字符号零处，除非文件以附加模式打开，在这种情况下，文件位置指示符最初是位于文件的开头还是结尾是由实现定义的。文件位置指示器由后续的读取、写入和定位请求维护，以促进文件的有序推进。

(...)

看，当您打开“磁盘文件”（计算机中的典型文件）时，您正在关联一个“流”（在这种情况下是有限的），您可以打开/读取/写入/关闭/...通过fread()及相关功能；保存所有所需信息的数据结构是FILE。

但是，还有其他类型的文件。想象一个伪随机数生成器。您可以将其概念化为无限的只读文件：每次读取它都会给您不同的值，并且它永远不会“结束”。因此，该文件将具有与之关联的无限流。并且某些操作可能对它没有意义（例如，您可能无法查找它，即移动文件位置指示器）。

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这只是一个简单的介绍，但正如您所见，FILE 结构是对文件概念的抽象。如果你想了解更多关于这类事情的信息，你能做的最好的就是找一本关于操作系统的好书，例如。 Modern Operating Systems from Tanenbaum。这本书还提到了 C，所以更好。

【讨论】：

非常感谢！你的回答很全面！