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【Linux文件IO】标准IO详情(1)

news 来源：原创 2025/8/21 20:25:39

一、前言

1.1 文件类型

1.2 流(FILE)介绍

1.3 文本流和二进制流的区别

二、相关API介绍

2.1 fopen

2.2 fclose

2.3 perror

2.4 fgetc

2.5 fputc

2.6 fgets

2.7 fputs

2.8 fread

2.9 fwrite

一、前言

标准IO基于系统IO实现，通过缓冲机制减少系统调用次数，提高效率。缓冲类型包括：

全缓冲：缓冲区满时执行IO操作。
行缓冲：遇到换行符或缓冲区满时执行IO操作（常用于终端）。
无缓冲：立即执行IO操作（如stderr）。

1.1 文件类型

文件类型	格式
常规文件	-
目录文件	d
字符设备文件	c
块设备文件	b
管道文件	p
套接字文件	s
符号链接文件	l

1.2 流(FILE)介绍

标准IO通过FILE结构体管理文件流，包含以下信息：

文件描述符
缓冲区指针
当前读写位置
错误标志位

1.3 文本流和二进制流的区别

平台	文本模式（`t`）	二进制模式（`b`）
Windows	写入`\n`时自动转换为`\r\n`	直接读写原始数据
Linux	无转换，统一使用`\n`	同文本模式

二、相关API介绍

2.1 fopen

函数原型

FILE *fopen(const char *path, const char *mode);

函数功能

打开一个文件

参数说明

path：要打开的文件的路径(绝对、相对)。

mode：

模式	作用
r	只读，文件必须存在。
w	只写，文件存在则清空，不存在则创建。
a	追加，文件不存在则创建。
+（r+ w+ a+）	已读写的方式打开文件，其他就要看+前面的参数。
b（rb wb ab r+b w+b a+b）	使用二进制的形式进行读或者写或者追加

函数返回值

成功时返回流指针，失败返回NULL。

示例

fopen("test.txt", "r+")

注意点

1.打开绝对路径里面的斜杠要两条

FILE *fp = fopen("D:\\tmp\\test.c", "r");

2.2 fclose

函数原型

int fclose(FILE *stream);

函数功能

关闭指定的文件流。

参数说明

stream：要关闭的文件指针。

函数返回值

成功关闭文件时，返回 0。

如果关闭文件失败，返回 EOF（宏定义，通常为 -1）。

示例

fclose(fp);

2.3 perror

函数原型

void perror(const char *s);

函数功能

输出最近一次错误信息到标准错误流（stderr）。

参数说明

s：指向一个以空字符结尾的字符串（C风格字符串）。如果传入 NULL，则只打印错误信息。

函数返回值

无返回值。

示例

#include <stdio.h>
#include <errno.h>int main() {FILE *file = fopen("nonexistent_file.txt", "r");if (file == NULL) {// 打印错误信息perror("Failed to open file");return 1;}// 如果文件打开成功，关闭文件fclose(file);return 0;
}/* 结果 */
如果文件不存在
Failed to open file: No such file or directory

注意点

1.perror会根据全局变量errno来打印错误信息，如果在多线程环境中使用可能会出现错误。建议是用strerror函数结合errno。

2.4 fgetc

函数原型

int fgetc(FILE *fp);

函数功能

从文件中获取一个字符。

参数说明

fp：要操作的文件指针。

函数返回值

成功返回字符的int值，失败或到达文件末尾返回EOF。

示例

FILE* fp = fopen("text.txt", "r");
int ch = fgetc(fp);//这里fgetc的返回值是int类型的。
printf("%c", ch);

2.5 fputc

函数原型

int fputc( int ch, FILE *fp );

函数功能

向文件中写一个字符。

参数说明

ch：要写入的字符，写入的是其低8位。

fp：要写入的文件指针。

函数返回值

成成功返回写入字符，失败返回EOF。

示例

FILE* fp = fopen("text.txt", "w");
fputc('a', fp);
fclose(fp);

2.6 fgets

函数原型

char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

函数功能

从指定的流stream读取一行，并把它存储在str所指向的字符串内。当读取（n-1）个字符时，或者读取到换行符时，或者到达文件末尾时，它会停止，具体视情况而定。

参数说明

s：这是指向一个字符数组的指针，该数组存储了要读取的字符串。

size ：这是要读取的最大字符数（包括最后的空字符）。通常是使用以 str 传递的数组长度。

stream：文件指针。

函数返回值

成功返回s，到达文件末尾或未读取到字符返回NULL。

示例

int main() 
{char line[256];FILE* fp = fopen("text.txt", "r+");if (fp == NULL){printf("open failed!");return 0;}/* 从fp文件指针中读取字节读完这一行(\n)或者255字节（256字节补\0）或者到EOP */fgets(line, sizeof(line), fp);printf("%s", line);return 0;}

2.7 fputs

函数原型

int fputs(char * str, FILE *stream);

函数功能

写入字符串（需手动换行）。

参数说明

str ：要写入的字符串。

stream ：要写入的文件指针。

函数返回值

该函数返回一个非负值，如果发生错误则返回 EOF。

示例

int main() 
{char line[256] = "\nnebula";FILE* fp = fopen("text.txt", "a+");if (fp == NULL){printf("open failed!");return -1;}fputs(line, fp);return 0;
}

2.8 fread

函数原型

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

函数功能

从文件中读取一片内容。

参数说明

ptr：存储读取数据的指针。

size：每个数据项的大小（以字节为单位）。

nmemb：要读取的数据项的个数。

stream：要写入的文件指针。

函数返回值

返回成功读取的数据项的个数。如果返回值小于 count，可能是到达文件末尾或发生错误。

示例

int main() 
{char buff[20] = {0};FILE* fp = fopen("text.txt", "r+");if (fp == NULL){printf("open failed!");fclose(fp);return -1;}fread(buff, sizeof(buff), 1, fp);printf("%s", buff);fclose(fp);return 0;}

2.9 fwrite

函数原型

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

函数功能

把数据写到文件里面。

参数说明

ptr：要写入的数据指针。

size：每个数据项的大小（以字节为单位）。

nmemb：要写入的数据项的个数。

stream：这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象指定了一个输出流。

函数返回值

返回成功写入的数据项的个数。如果返回值小于 count，则表示写入过程中发生了错误。

示例

int main() 
{char buff[20] = "i eat apple";FILE* fp = fopen("text.txt", "w+");if (fp == NULL){printf("open failed!");fclose(fp);return -1;}fwrite(buff, sizeof(buff), 1, fp);fclose(fp);return 0;}

【Linux文件IO】标准IO详情(1)

目录一、前言 1.1 文件类型 1.2 流(FILE)介绍 1.3 文本流和二进制流的区别二、相关API介绍 2.1 fopen 2.2 fclose 2.3 perror 2.4 fgetc 2.5 fputc 2.6 fgets 2.7 fputs 2.8 fread 2.9 fwrite 一、前言标准IO基于系统IO实现，通过缓冲机制减少系统调…...

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