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• 标准I/O 由ANSI C标准定义，主流操作系统上都实现了C库
• 标准I/O通过缓冲机制减少系统调用，实现更高的效率

标准IO是C函数库的常见IO操作接口（对操作系统提供的系统调用进行封装，进一步降低与硬件的耦合），提供了缓冲机制，减少触发系统调用次数，实现了更高的效率

- fopen 函数是由封装 open 函数实现 - fclose 函数是由封装 close 函数实现 - fread 函数是由封装 read 函数实现 - fwrite 函数是由封装 write 函数实现 - fseek 函数是由封装 lseek 函数实现

• 标准IO用一个结构体类型来存放打开的文件的相关信息，所有操作都是围绕FILE来进行
• 查看FILE结构的定义：
  • vi /usr/include/stdio.h
  • vi /usr/include/bits/types/struct_FILE.h

• 文件IO和标准IO对比

流（FILE）

• 标准IO用一个结构体类型来存放打开的文件的相关信息
• 标准I/O的所有操作都是围绕FILE来进行
• FILE又被称为流(stream)，文本流/二进制流

文本流与二进制流

• 文本流：数值以字符形式，每一个字符都是一个字节，对应ASCII码值。文本流中的数据可以显示和打印出来，都是用户可以读懂的信息
• 二进制流：流中的数据是按照二进制编码的方式（值的方式）来存放文件。二进制数据也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂
• 二进制流比文本流更节省空间，且不用对换行符进行转换，这样可以大大加快流的速度，提高效率，二进制流没有行长度的限制，也可以包含空字符（NULL）。
• 因此，对于含有大量数据信息的数字流，可以采用二进制流的方式；对于含有大量字符信息的流，则采用文本流的方式

流的缓冲类型

• 标准I/O预定义3个流，程序运行时自动打开

无缓冲

• 数据直接写入文件，流不进行缓冲

#include<stdio.h>#include<unistd.h>intmain(intargc,constchar*argv[]){perror("aaaa");#if0while(1){sleep(1);}#endifreturn0;}

• 程序正常结束会主动刷新缓冲区

行缓冲

• 当在输入和输出中遇到换行符(‘\n’)时，会自动触发刷新
• 当缓冲区达到其容量限制时，会自动触发刷新
• 当 main() 函数返回或调用 exit() 时，所有缓冲区的数据都会被刷新
• 当流和一个终端关联时，典型的行缓冲
  • printf("Enter name: "); // 可能不会立即显示
  • scanf("%s", name); // 读取前会刷新 stdout

#include<stdio.h>#include<unistd.h>intmain(intargc,char*argv[]){inti=0;#if0do{printf("a");i++;}while(i<100);#else//1024do{printf("a");i++;}while(i<1025);#endifsleep(10);return0;}

• \n是换行字符，printf支持的是行缓冲，加上\n刷新了行缓冲，实现输出
• 不同的环境是不一样的大小，这里标准输出的行缓冲是1024个字节。

全缓冲

• 当流的缓冲区无数据或无空间触发刷新
• 当 main() 函数返回或调用 exit() 时，所有缓冲区的数据都会被刷新
• 关闭文件或程序正常结束触发刷新

• 全缓冲大小和系统有关系，在Ubuntu 14.04 32位系统、Ubuntu 22.04 64位系统测试是4096字节

#include<stdio.h>#include<unistd.h>intmain(intargc,char*argv[]){FILE*fd=fopen("a.txt","a+");fprintf(fd,"a");//读、写缓冲区大小printf("%d ",fd->_IO_buf_end-fd->_IO_buf_base);// 4096inti=0;do{fprintf(fd,"a");i++;}while(i<4098);//测试写指针偏移量printf("%d",fd->_IO_write_ptr-fd->_IO_write_base);// 3sleep(5);return0;}

修改缓冲类型

• 通过setbuf、setvbuf函数修改缓冲类型
• setbuf(stdout, NULL)；关闭缓冲，将缓冲策略修改为无缓冲

#include<stdio.h>#include<unistd.h>intmain(intargc,char*argv[]){printf("a");sleep(5);//a是行缓冲，原则是不输出的，这时关闭缓冲setbuf(stdout,NULL);//模式是无缓冲后，先把缓冲中的a刷了出来，b再立马输出printf("b");sleep(5);return0;}