I/O库函数

I/O 数据库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。

看起来比较优质的 I/O 库函数汇总，链接如下：https://blog.csdn.net/xiaxiaoyule/article/details/44050507?utm_source=app&app_version=4.15.0&code=app_1562916241&uLinkId=usr1mkqgl919blen

一、I/O数据库与系统调用

几乎每个支持C语言编程的操作系统都可以提供文件I/O库函数。

二、I/O 库函数的算法

（一）程序必须给每个文件声明一个指针变量，这个变量的类型为FILE*，当它处于活动状态时为流所用。

（二）流通过fopen函数打开，打开的时候必须指定需要访问的文件或者设备以及访问方式。例如： FILE* fopen(const char* filename,const char*mode)

（三）根据需要对文件进行读取和写入。

（四）fread算法：

fread算法如下：

（1）在第一次调用 fread（）时，FILE结构体的缓冲区是空的，fread（）使用保存的文件描述符fd发出一个

n=read(fd,fbuffer,BLKSIZE);

系统调用，用数据块填充内部的 fbuf [] 的指针、计数器和状态变量，以表明内部缓冲区有一个数据块。

尝试满足来自内部缓冲区的fread（）调用。

若，内部缓冲区没有足够的数据，则会再发出一个 read（）系统调用来填充内部缓冲区，将数据从内部缓冲区传输到程序缓冲区，直到满足程序所需的字节数。将数据复制到程序缓冲区后，他会更新内部缓冲区的指针、计数器等，为下一个fread（）做好准备。然后返回实际读取的数据对象；

（2）在之后的每次fread（）调用中，它都尝试满足来自FILE结构体内部缓冲区的调用。当缓冲区变成空时，它就会发出 read（）系统调用来重新填充内部缓冲区。

因此，fread（）一方面接受来自用户程序的调用；另一方面向操作系统内核发出read（）系统调用。除了系统调用之外，所有fread（）处理都在用户模式映像中执行。它只在需要的时候才会进入操作系统内核，并且以一种最高效匹配文件的方式进入。会提供自动缓冲机制。

（五）fwrite（）算法

fwrite（）在每次被调用的时候，它将数据写入内部缓冲区，并调整缓冲区的指针、计数器和状态变量，以跟踪缓冲区的字节数。如果缓冲区已满，则发出write（）系统调用，将整个缓冲区写入操作系统内核。

（）fclose函数可以关闭文件流的局部缓冲区，然后，它会发出一个close（fd）系统调用来关闭 FILE 结构体中的文件描述。最后释放 FILE 结构体，并将 FILE 指针重置为NULL。

例如： fclose(FILE* steam) ###### I/O函数列表：

三、使用I/O库函数或系统调用

·fread() 和 fwrite() 将数据从内核复制到内部缓冲区，然后从内部缓冲区将数据复制到程序缓冲区。

·read（）将数据直接复制到程序的缓冲区。

所以，它传输了两次数据；

而 read() 将数据从内核直接复制到程序的缓冲区，只复制了一次。因此对于BLKSIZE为单位的读/写数据来说，read（）比 fread（）更高效，同样，write（）比 fwrite（）更高效。

当然，以上的高效是相对于BLKSIZE为单位的读/写数据来说的。

四、I/O库模式

r+:表示读/写，不会阶段文件；

w+:表示读/写,但是会先截断文件；若文件不存在，创建文件；

a+:表示通过追加进行读/写，文件不存在创建文件。

五、文件流缓冲

• 无缓冲

• 行缓冲

• 全缓冲 通过fopen()创建文件流之后，在对其执行任何操作之前，用户均可发出一个 setvbuf(FILE *stream, char *buf, int node, int size) 调用来设置缓冲区(buf)、缓冲区大小(size)和缓冲方案(mode)，它们必须是以下一个宏:

• IONBUF:无缓冲

• IOLBUF:行缓冲

• IOFBUF:全缓冲 此外，还有其他的setbuf()函数，是setvbuf()的变体。对于行缓冲流或全缓冲流，可用fflush(stream)立即清除流的缓冲区。

Chatgpt测试如下图所示：