dup и dup2
Системные вызовы dup позволяют дублировать дескриптор файла, предоставляя два или несколько разных дескрипторов, обращающихся к одному и тому же файлу. Эта возможность может применяться для чтения и записи в разные части файла. Системный вызов dup дублирует файловый дескриптор fildes и возвращает новый дескриптор. Системный вызов dup2 умело копирует один дескриптор файла в другой, задавая дескриптор, применяемый для копии.
Далее приведена синтаксическая запись для вызовов.
#include <unistd.h>
int dup(int fildes);
int dup2(int fildes, int fildes2);
Эти вызовы могут оказаться полезными в случае нескольких процессов, взаимодействующих через именованные каналы. Более глубоко мы рассмотрим системные вызовы dup в главе 13.
Стандартная библиотека ввода/вывода
Стандартная библиотека ввода/вывода (stdio) и ее заголовочный файл stdio.h предоставляют универсальный интерфейс для системных вызовов ввода/вывода нижнего уровня. Библиотека, теперь часть языка С стандарта ANSI, в отличие от системных вызовов, с которыми вы встречались ранее, включает много сложных функций для форматирования вывода и просмотра ввода. Она также обеспечивает необходимые условия буферизации для устройств.
Во многих случаях эта библиотека используется так же, как низкоуровневые дескрипторы файлов. Вы должны открыть файл для установления пути доступа. Это действие возвращает значение, применяемое как параметр в других функциях библиотеки ввода/вывода. Эквивалент низкоуровневого дескриптора файла называется потоком и реализуется как указатель на структуру FILE*.
Примечание
Не путайте эти потоки файлов с потоками ввода/вывода в языке С++ и механизмом STREAMS, описывающим взаимодействие процессов и введенным в системе AT&T UNIX System V Release 3, который не рассматривается в данной книге. Для получения дополнительной информации о средствах STREAMS обратитесь к спецификации X/Open (по адресу http://www.opengroup.org) и руководству по программированию AT&T STREAMS Programming Guide, поставляемому с системой System V.
Три файловых потока открываются автоматически при старте программы. К ним относятся stdin, stdout и stderr. Эти потоки объявлены в файле stdio.h и представляют вывод, ввод и стандартный поток ошибок, которым соответствуют низкоуровневые файловые дескрипторы 0, 1 и 2.
В данном разделе мы рассмотрим следующие функции:
□ fopen, fclose;
□ fread, fwrite;
□ fflush;
□ fseek;
□ fgetc, getc, getchar;
□ fputc, putc, putchar;
□ fgets, gets;
□ printf, fprintf и sprintf;
□ scanf, fscanf и sscanf;
□ fopen.
fopen
Библиотечная функция fopen - это аналог низкоуровневого системного вызова open. Она используется в основном для файлов и терминального, ввода и вывода. Там, где нужно явное управление устройствами, больше подойдут системные вызовы, поскольку они устраняют потенциальные нежелательные побочные эффекты применения библиотек, например, в случае буферизации ввода/вывода.
Далее приведена синтаксическая запись функции:
#include <stdio.h>
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
Функция fopen открывает файл, заданный в параметре filename, и ассоциирует с ним поток. Параметр mode описывает, как файл должен быть открыт. Он задается одной из следующих строк:
□ "r" или "rb" - открыть только для чтения;
□ "w" или "wb" - открыть для записи, укоротить до нулевой длины;
□ "а" или "ab" - открыть для записи, дописывать в конец файла;
□ "r+" или "rb+" или "r+b" - открыть для изменения (чтение и запись);
□ "w+" или "wb+" или "w+b" - открыть для изменения, укоротить до нулевой длины;
□ "a+" или "ab+" или "а+b" - открыть для изменения, дописывать в конец файла. Символ b означает, что файл бинарный, а не текстовый.
Примечание
В отличие от MS-DOS, системы UNIX и Linux не делают различий между текстовыми и бинарными файлами. UNIX и Linux обрабатывают их одинаково с эффективностью обработки бинарных файлов. Важно также учесть, что параметр mode должен быть строкой, а не символом. Всегда применяйте двойные кавычки, а не апострофы.
В случае успешного завершения функция fopen возвращает ненулевой указатель на структуру FILE*. В случае сбоя она вернет значение NULL, определенное в файле stdio.h.
Количество доступных потоков ограничено, как и число дескрипторов файлов. Реальное предельное значение содержится в определенной в файле stdio.h константе FOPEN_MAX и всегда не менее 8, а в ОС Linux обычно 16.
fread
Библиотечная функция fread применяется для чтения данных из файлового потока. Данные считываются из потока stream в буфер данных, заданный в параметре ptr. Функции fread и fwrite имеют дело с записями данных. Записи описываются размером size и количеством передаваемых записей nitems. Функция возвращает количество записей (а не байтов), успешно считанных в буфер данных. При достижении конца файла может быть возвращено меньше записей, чем nitems, вплоть до нуля.
Далее приведена синтаксическая запись функции:
#include <stdio.h>
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nitems, FILE *stream);
Как и в других функциях стандартного ввода/вывода, записывающих данные в буфер, выделять место для данных и проверять ошибки должен программист. См. также функции ferror и feof далее в этой главе.
fwrite
Интерфейс библиотечной функции fwrite аналогичен интерфейсу функции fread. Она принимает записи данных из заданного буфера данных и записывает их в поток вывода. Функция возвращает количество успешно записанных записей.
Далее приведена синтаксическая запись функции:
#include <stdio.h>
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nitems, FILE *stream);
Примечание
Имейте в виду, что функции fread и fwrite не рекомендуется применять со структурированными данными. Частично проблема заключается в том, что файлы, записанные функцией fwrite, могут быть непереносимыми между машинами с разной архитектурой.
fclose
Библиотечная функция fclose закрывает заданный поток stream, заставляя записать все незаписанные данные. Важно применять функцию fclose, поскольку библиотека stdio будет использовать буфер для данных. Если программе нужна уверенность в том, что все данные записаны, следует вызвать fclose. Имейте в виду, что функция fclose вызывается автоматически для всех файловых потоков, которые все еще открыты к моменту нормального завершения программы, но при этом у вас, конечно же, не будет возможности проверить ошибки, о которых сообщает fclose.
Далее приведена синтаксическая запись функции:
#include <stdio.h>
int fclose(FILE* stream);