莊周夢蝶

    linux/unix系統的I/O也就是一般所說的低級I/O——操作系統提供的基本IO服務，與os綁定，特定于*nix平臺。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于，標準I/O默認采用了緩沖機制，比如調用fopen函數，不僅打開一個文件，而且建立了一個緩沖區（讀寫模式下將建立兩個緩沖區），還創建了一個包含文件和緩沖區相關數據的數據結構。低級I/O一般沒有采用緩沖，需要自己創建緩沖區，不過其實在*nix系統中，都是有使用稱為內核緩沖的技術用于提高效率，讀寫調用是在內核緩沖區和進程緩沖區之間進行的數據復制。

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用于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用以指定以二進制模式打開（對于*nix系統，只有一種文件類型，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,這里的文件指針并不是指向實際的文件，而是一個關于文件信息的數據包，其中包括文件使用的緩沖區信息。

*nix系統使用open函數用于打開一個文件：
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(只讀),O_WRONLY(只寫）,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：

而*nix使用close用于關閉open打開的文件，與fclose類似，只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后面），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，用于存儲輸入的地址，第二個參數為整數，表示輸入字符串的最大長度，最后一個參數就是文件指針，指向要讀取的文件。最后是fscanf，與scanf類似，只不過增加了一個參數用于指定操作的文件，比如fscanf(fp,"%s",words)

*nix系統中使用read函數用于讀取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用于存儲數據的目的緩沖區，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（小于等于qty）。

4.判斷文件結尾，如果嘗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,而對于*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么多（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，增加了一個參數用于指定寫入的文件，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系統中提供write函數用于寫入文件，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沖區，何時寫入磁盤由內核決定，如果要強制寫入硬盤，那么在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用于文件的隨機存取，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。第三個參數就是用于指定起始點的模式，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函數用于返回文件的當前位置，返回類型是一個long類型，比如下面的調用：
fseek(fp,0L,SEEK_END);//定位到結尾
long last=ftell(fp);  //返回當前位置
那么此時的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系統提供了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。

最后，以一個例子結尾，通過c語言編寫linux系統的cp指令，先看看使用標準I/O版本的：

再看一個使用unix io的版本：

顯然，在使用unix i/o的時候，你要更多地關注緩沖問題以提高效率，而stdio則不需要考慮。