学习笔记2

关于知识点

知识点归纳

第九章

  • 9.1 I/O库函数
    系统调用是文件操作的基础,但它们只支持数据块的读/写。I/O库函数是一系列文件操作函数,既方便用户使用,又提高了整体效率。
  • 9.2 I/O库函数与系统调用
    I/O库函数是封装了系统调用的一组高层函数接口,用于进行输入输出操作。它们提供了一种简便的方式来进行文件和设备的读写操作,并隐藏了底层系统操作的细节。而系统调用是操作系统提供的一组接口,用于访问硬件设备和其他资源。
    • 缓冲机制:I/O库函数通常会使用缓冲区来提高读写的效率。它们会将数据暂时存储在内存中的缓冲区中,然后进行一次性的读写操作。
    • 文件操作:I/O库函数和系统调用都可以用于对文件进行读写操作。I/O库函数如fopen()fwrite()提供了更简单的接口来打开文件和写入数据,而系统调用如open()write()则提供了底层的文件操作接口。
    • 标准输入输出:I/O库函数提供了对标准输入输出的访问接口,如printf()scanf()用于标准输出和输入流的格式化读写。而系统调用对应的是标准输入输出的文件描述符(stdin、stdout和stderr)。
    • 错误处理:I/O库函数通常会返回特定的值来指示出错情况,如EOF表示文件结束,而系统调用通常会返回-1来表示出错。并且,I/O库函数会设置全局变量errno来指示具体的错误类型。
    • 设备和网络操作:I/O库函数通常用于对设备和网络进行操作,如fread()fwrite()可以用于读写二进制数据,而系统调用如socket()send()则用于创建和操作网络套接字。
  • 9.3 I/O库函数的算法
    • fread算法

fread是C语言中的一个I/O库函数,用于从文件中读取二进制数据。它的函数原型如下:

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream);

fread函数从给定的文件流stream中读取count个元素的数据,每个元素的大小由size指定,并将读取的数据存储到由ptr指针指向的内存空间中。读取的总字节数被返回。

fread函数的工作原理如下:

  1. fread首先检查文件流的位置指针,确定将要读取的数据的位置。
  2. 它会按照元素的大小size和要读取的元素数量count计算出需要读取的总字节数。
  3. fread会尽可能从文件中读取足够的字节数,以填满指定的内存空间。如果读取的字节数小于请求的字节数,可能是因为已经到达了文件结尾或者发生了错误。
  4. 读取的数据被存储到由ptr指针指向的内存空间中。
  5. fread会返回实际读取到的元素数量(即总字节数除以size)。如果返回的值少于请求的元素数量,可能表示已经到达了文件结尾或者发生了错误。

需要注意的是,fread函数适用于读取二进制数据,对于文本数据的读取,应该使用fgetsfscanf等函数。

下面是一个示例的代码段:

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *fp;
    int data[5];
    
    // 打开文件
    fp = fopen("data.txt", "rb");
    if (fp == NULL) {
        printf("打开文件失败
");
        return 1;
    }
    
    // 读取数据
    size_t elements = fread(data, sizeof(int), 5, fp);
    if (elements != 5) {
        printf("读取文件失败
");
        fclose(fp);
        return 1;
    }
    
    // 输出数据
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", data[i]);
    }
    
    // 关闭文件
    fclose(fp);
    return 0;
}

以上代码简单展示了fread算法的用途。

- *fwrite算法*

fwrite是C语言中的一个I/O库函数,用于将二进制数据写入文件。它的函数原型如下:

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream);

fwrite函数将由ptr指针指向的内存中的二进制数据写入到给定的文件流stream中。要写入的数据有count个元素,每个元素的大小由size指定。写入的总字节数被返回。

fwrite函数的工作原理如下:

  1. fwrite会将指定内存中的二进制数据按照元素大小size和要写入的元素数量count计算出写入的总字节数。
  2. 它会将计算出的字节数的数据从内存写入到文件流中。
  3. fwrite会更新文件流的位置指针,使其指向已写入数据的下一个位置。
  4. 如果所有数据都成功写入文件,则返回写入的元素数量(即总字节数除以size)。如果返回的值少于请求写入的元素数量,可能表示发生了错误。

需要注意的是,fwrite函数适用于将二进制数据写入文件,对于文本数据的写入,应该使用fprintffputs等函数。

下面是一个示例的代码段:

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *fp;
    int data[] = {10, 20, 30, 40, 50};
    
    // 打开文件
    fp = fopen("data.txt", "wb");
    if (fp == NULL) {
        printf("打开文件失败
");
        return 1;
    }
    
    // 写入数据
    size_t elements = fwrite(data, sizeof(int), 5, fp);
    if (elements != 5) {
        printf("写入文件失败
");
        fclose(fp);
        return 1;
    }
    
    // 关闭文件
    fclose(fp);
    return 0;
}
- *fclose算法*

`fclose 是C语言中的一个I/O库函数,用于关闭一个已打开的文件流。它的函数原型如下:

int fclose(FILE *stream);

fclose 函数用于结束对文件的操作,并将与文件流 stream 相关的资源释放。它的工作原理如下:

  1. fclose 会将尚未写入到文件的缓冲区的数据写入文件,以确保数据的完整性。

  2. 它会关闭文件流 stream,这意味着不能再通过该文件流进行读写操作。关闭文件流会释放与文件流相关的资源,如文件描述符。

  3. 如果成功关闭文件流,fclose 返回 0。如果关闭失败,它会返回一个非零值,通常是 EOF

  4. 在关闭文件流之后,应该避免再次使用已关闭的文件流进行读写操作,因为这可能导致未定义的行为。
    下面是一个示例代码段:

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *fp;
    
    // 打开文件
    fp = fopen("data.txt", "w");
    if (fp == NULL) {
        printf("打开文件失败
");
        return 1;
    }
    
    // 写入数据
    fprintf(fp, "Hello, world!");
    
    // 关闭文件
    if (fclose(fp) == 0) {
        printf("文件已成功关闭
");
    } else {
        printf("关闭文件失败
");
    }
    
    return 0;
}

在上述示例中,fclose 函数用于关闭文件流 fp,以确保数据被写入文件并释放相关资源。

  • 9.4 使用I/O库函数或系统调用
  • 9.5 I/O库模式
    • 字符模式I/O
    • 行模式I/O
    • 格式化I/O
    • 其他I/O库函数
  • 9.6 文件流缓冲
    • 无缓冲
    • 行缓冲
    • 全缓冲
  • 9.7 变参函数

苏格拉底挑战

问题1:文件流缓冲

问题2:I/O库函数的算法

遇到问题以及实践过程截图

实践截图



问题1:fread算法的操作实例



posted @ 2023-09-17 15:09  20211403左颖  阅读(14)  评论(0编辑  收藏  举报