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比較C語言標準I/O與*nix係統I/O的異同
linux/unix係統的I/O也就是一般所說的低級I/O——操作係統提供的基本IO服務，與os綁定，特定於*nix平台。而標準I/O是ANSI C建立的一個標準I/O模型，是一個標準函數包和stdio.h頭文件中的定義，具有一定的可移植性。兩者一個顯著的不同點在於，標準I/O默認采用了緩衝機製，比如調用fopen函數，不僅打開一個文件，而且建立了一個緩衝區（讀寫模式下將建立兩個緩衝區），還創建了一個包含文件和緩衝區相關數據的數據結構。低級I/O一般沒有采用緩衝，需要自己創建緩衝區，不過其實在*nix係統中，都是有使用稱為內核緩衝的技術用於提高效率，讀寫調用是在內核緩衝區和進程緩衝區之間進行的數據複製。1.fopen與open
標準I/O使用fopen函數打開一個文件：
FILE* fp=fopen(const char* path,const char *mod)
其中path是文件名，mod用於指定文件打開的模式的字符串，比如"r","w","w+","a"等等，可以加上字母b用以指定以二進製模式打開（對於*nix係統，隻有一種文件類型，因此沒有區別）,如果成功打開，返回一個FILE文件指針，如果失敗返回NULL,這裏的文件指針並不是指向實際的文件，而是一個關於文件信息的數據包，其中包括文件使用的緩衝區信息。
*nix係統使用open函數用於打開一個文件：
int fd=open(char *name,int how);
與fopen類似，name表示文件名字符串，而how指定打開的模式：O_RDONLY(隻讀),O_WRONLY(隻寫）,O_RDWR （可讀可寫),還有其他模式請man 2 open。成功返回一個正整數稱為文件描述符，這與標準I/O顯著不同，失敗的話返回-1，與標準I/O返回NULL也是不同的。
2.fclose與close
與打開文件相對的，標準I/O使用fclose關閉文件，將文件指針傳入即可，如果成功關閉，返回0，否則返回EOF
比如：
if(fclose(fp)!=0)
printf("Error in closing file");
printf("Error in closing file");
而*nix使用close用於關閉open打開的文件，與fclose類似，隻不過當錯誤發生時返回的是-1，而不是EOF，成功關閉同樣是返回0。C語言用error code來進行錯誤處理的傳統做法。
3.讀文件，getc,fscanf,fgets和read
標準I/O中進行文件讀取可以使用getc，一個字符一個字符的讀取，也可以使用gets（讀取標準io讀入的）、fgets以字符串單位進行讀取（讀到遇到的第一個換行字符的後麵），gets（接受一個參數，文件指針）不判斷目標數組是否能夠容納讀入的字符，可能導致存儲溢出(不建議使用），而fgets使用三個參數：
char * fgets(char *s, int size, FILE *stream);
第一個參數和gets一樣，用於存儲輸入的地址，第二個參數為整數，表示輸入字符串的最大長度，最後一個參數就是文件指針，指向要讀取的文件。最後是fscanf，與scanf類似，隻不過增加了一個參數用於指定操作的文件，比如fscanf(fp,"%s",words)
*nix係統中使用read函數用於讀取open函數打開的文件，函數原型如下：
ssize_t numread=read(int fd,void *buf,size_t qty);
其中fd就是open返回的文件描述符，buf用於存儲數據的目的緩衝區，而qty指定要讀取的字節數。如果成功讀取，就返回讀取的字節數目（小於等於qty）。
4.判斷文件結尾，如果嚐試讀取達到文件結尾，標準IO的getc會返回特殊值EOF，而fgets碰到EOF會返回NULL,而對於*nix的read函數，情況有所不同。read讀取qty指定的字節數，最終讀取的數據可能沒有你所要求的那麼多（qty），而當讀到結尾再要讀的話，read函數將返回0.
5.寫文件：putc,fputs,fprintf和write
與讀文件相對應的，標準C語言I/O使用putc寫入字符，比如：
putc(ch,fp);
第一個參數是字符，第二個是文件指針。而fputs與此類似：
fputs(buf,fp);
僅僅是第一個參數換成了字符串地址。而fprintf與printf類似，增加了一個參數用於指定寫入的文件，比如：
fprintf(stdout,"Hello %s.\n","dennis");
切記fscanf和fprintf將FILE指針作為第一個參數，而putc,fputs則是作為第二個參數。
在*nix係統中提供write函數用於寫入文件，原型與read類似：
ssize_t result=write(int fd,void *buf ,size_t amt);
fd是文件描述符，buf是將要寫入的內存數據，amt是要寫的字節數。如果寫入成功返回寫入的字節數，通過result與amt的比較可以判斷是否寫入正常，如果寫入失敗返回-1。write函數僅僅是將數據寫入了緩衝區，何時寫入磁盤由內核決定，如果要強製寫入硬盤，那麼在open的時候選擇O_SYNC選項，或者調用fsync函數
6.隨機存取：fseek()、ftell()和lseek()
標準I/O使用fseek和ftell用於文件的隨機存取，先看看fseek函數原型
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
第一個參數是文件指針，第二個參數是一個long類型的偏移量（offset），表示從起始點開始移動的距離。第三個參數就是用於指定起始點的模式，stdio.h指定了下列模式常量：
SEEK_SET 文件開始處
SEEK_CUR 當前位置
SEEK_END 文件結尾處
看幾個調用例子：
fseek(fp,0L,SEEK_SET); //找到文件的開始處
fseek(fp,0L,SEEK_END); //定位到文件結尾處
fseek(fp,2L,SEEK_CUR); //文件當前位置向前移動2個字節數
而ftell函數用於返回文件的當前位置，返回類型是一個long類型，比如下麵的調用：
fseek(fp,0L,SEEK_END);//定位到結尾
long last=ftell(fp); //返回當前位置
那麼此時的last就是文件指針fp指向的文件的字節數。
與標準I/O類似，*nix係統提供了lseek來完成fseek的功能，原型如下：
off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence);
fildes是文件描述符，而offset也是偏移量，whence同樣是指定起始點模式，唯一的不同是lseek有返回值，如果成功就返回指針變化前的位置，否則返回-1。因此可以通過下列方法模擬ftell函數來返回當前偏移量：
off_t currpos;
currpos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
whence的取值與fseek相同：SEEK_SET,SEEK_CUR,SEEK_END，但也可以用整數0,1,2相應代替。
最後，以一個例子結尾，通過c語言編寫linux係統的cp指令，先看看使用標準I/O版本的：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void oops(char *,char *);
int main(int ac,char *av[])
{
FILE *in,*out;
int ch;
if(ac!=3){
fprintf(stderr,"Useage:%s source-file target-file.\n",av[0]);
exit(1);
}
if((in=fopen(av[1],"r"))==NULL)
oops("can not open ",av[1]);
if((out=fopen(av[2],"w"))==NULL)
oops("can not open ",av[2]);
while((ch=getc(in))!=EOF)
putc(ch,out);
if(fclose(in)!=0||fclose(out)!=0)
oops("can not close files.\n"," ");
return 0;
}
void oops(char *s1,char* s2)
{
fprintf(stderr,"Error:%s %s\n",s1,s2);
exit(1);
}
#include<stdlib.h>
void oops(char *,char *);
int main(int ac,char *av[])
{
FILE *in,*out;
int ch;
if(ac!=3){
fprintf(stderr,"Useage:%s source-file target-file.\n",av[0]);
exit(1);
}
if((in=fopen(av[1],"r"))==NULL)
oops("can not open ",av[1]);
if((out=fopen(av[2],"w"))==NULL)
oops("can not open ",av[2]);
while((ch=getc(in))!=EOF)
putc(ch,out);
if(fclose(in)!=0||fclose(out)!=0)
oops("can not close files.\n"," ");
return 0;
}
void oops(char *s1,char* s2)
{
fprintf(stderr,"Error:%s %s\n",s1,s2);
exit(1);
}
再看一個使用unix io的版本：
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#define BUFFERSIZE 4096
#define COPYMODE 0644
void oops(char *,char *);
int main(int ac,char *av[])
{
int in_fd,out_fd,n_chars;
char buf[BUFFERSIZE];
if(ac!=3){
fprintf(stderr,"useage:%s source-file target-file.\n",av[0]);
exit(1);
}
if((in_fd=open(av[1],O_RDONLY))==-1)
oops("Can't open ",av[1]);
if((out_fd=creat(av[2],COPYMODE))==-1)
oops("Can't open ",av[2]);
while((n_chars=read(in_fd,buf,BUFFERSIZE))>0)
if(write(out_fd,buf,n_chars)!=n_chars)
oops("Write error to ",av[2]);
if(n_chars==-1)
oops("Read error from ",av[1]);
if(close(in_fd)==-1||close(out_fd)==-1)
oops("Error closing files","");
return 0;
}
void oops(char *s1,char *s2)
{
fprintf(stderr,"Error:%s",s1);
perror(s2);
exit(1);
}
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#define BUFFERSIZE 4096
#define COPYMODE 0644
void oops(char *,char *);
int main(int ac,char *av[])
{
int in_fd,out_fd,n_chars;
char buf[BUFFERSIZE];
if(ac!=3){
fprintf(stderr,"useage:%s source-file target-file.\n",av[0]);
exit(1);
}
if((in_fd=open(av[1],O_RDONLY))==-1)
oops("Can't open ",av[1]);
if((out_fd=creat(av[2],COPYMODE))==-1)
oops("Can't open ",av[2]);
while((n_chars=read(in_fd,buf,BUFFERSIZE))>0)
if(write(out_fd,buf,n_chars)!=n_chars)
oops("Write error to ",av[2]);
if(n_chars==-1)
oops("Read error from ",av[1]);
if(close(in_fd)==-1||close(out_fd)==-1)
oops("Error closing files","");
return 0;
}
void oops(char *s1,char *s2)
{
fprintf(stderr,"Error:%s",s1);
perror(s2);
exit(1);
}
顯然，在使用unix i/o的時候，你要更多地關注緩衝問題以提高效率，而stdio則不需要考慮。
文章轉自莊周夢蝶 ，原文發布時間2007-08-22
最後更新：2017-05-17 16:01:39