Язык программирования Си для персонального компьютера

Для пользователя файл, открытый на верхнем уровне, представляется как последовательность считываемых или записываемых байтов. Чтобы отразить эту особенность организации ввода/вывода, предложено понятие "поток" (соответствует английскому слову stream). Когда файл открывается, с ним связывается поток, выводимая информация записывается "в поток", считываемая информация берется "из потока".

Когда поток открывается для ввода/вывода, он связывается со структурой типа FILE (имя типа FILE определяется с помощью конструкции typedef в файле stdio.h). Структура содержит разнообразную информацию о файле. При открытии файла с помощью функции fopen возвращается указатель на структуру типа FILE. Этот указатель (указатель потока) используется для последующих операций с файлом, пользователь не обязан вникать в способ организации потока, он только должен сохранить полученный указатель и передавать его значение всем библиотечным функциям, используемым для ввода/вывода через этот поток.

Функции в/в верхнего уровня дают возможность для буферизованного форматированного и неформатированного ввода/вывода.

Функции в/в верхнего уровня относятся к числу функций, одинаково реализуемых в различных ОС и на разных компьютерах, с их помощью пользователь имеет возможность писать переносимые программы.

Функции ввода/вывода для консоли и порта распространяют возможности функций ввода/вывода верхнего уровня на этот класс устройств, добавляя новые возможности.

Они позволяют читать или записывать на консоль (терминал) или в порт ввода/вывода (например, порт принтера). Функции в/в с портом читают или записывают данные побайтно. Некоторые дополнительные режимы устанавливаются для в/в с консоли (например: ввод с эхо-печатью символов и без эхо-печати).

Функции в/в для консоли и порта являются уникальными для компьютеров типа IBM/PC.

Функции в/в низкого уровня не выполняют буферизацию и форматирование данных; они позволяют непосредственно пользоваться средствами ввода/вывода операционной системы.

При низкоуровневом открытии файла (при помощи функции open) с ним связывается дескриптор (handle). Дескриптор является целым значением, характеризующим размещение информации об открытом файле во внутренних таблицах системы. Дескриптор используется при последующих операциях с файлом.

Функции в/в нижнего уровня из стандартной библиотеки целесообразно использовать при разработке своей собственной подсистемы ввода/вывода.

Функции в/в нижнего уровня переносимы в рамках некоторых систем программирования Си, в частности относящихся к ОС UNIX.

Функции вода/вывода высокого уровня

Функция	Краткое описание
clearerr	очистка флажка ошибки для потока
fclose	закрытие потока
fcloseall	закрытие всех открытых (на верхнем уровне) файлов
fdopen	создание потока для файла, ранее открытого на нижнем уровне, используя дескриптор
feof	проверка на конец потока
ferror	проверка флажка ошибок потока
flush	сброс буфера потока на связанное с ним внешнее устройство
fgetc	чтение символа из потока
fileno	получение дескриптора файла, связанного с потоком
fgetchar	чтение символа из стандартного потока ввода stdin
fgets	чтение строки из потока
flushall	сброс буферов всех потоков
fopen	открытие потока (открыть файл и связать его с потоком)
fprint	запись данных в поток по формату
fputc	запись символа в поток
fputchar	запись символа в стандартный поток вывода stdout
fputs	запись строки в поток
fread	неформатированное чтение данных из потока
freopen	повторное открытие потока в новом режиме
fscanf	чтение из потока по формату
fseek	перемещение указателя файла в заданную позицию
ftell	получение текущей позиции указателя файла
fwrite	неформатированная запись данных в поток
getc	чтение символа из потока (реализуется через макроопределение)
getchar	чтение символа из потока stdin (версия макро)
gets	чтение строки из потока stdin
getw	чтение двух байтов (по размеру int) в формате слова из потока
printf	запись данных в поток stdout по формату
putc	запись символа в поток (версия макро)
putchar	запись символа в поток stdout (версия макро)
puts	запись строки в поток
putw	запись двух байтов (по размеру int) в формате слова в поток
rewind	установка указателя по файлу на начало файла
scanf	чтение данных из потока stdin по формату
setbuf	управление буферизацией потока
setvbuf	управление буферизацией потока и размером буфера
sprintf	запись данных в строку по формату
sscanf	чтение данных из строки по формату
tempnam	сгенерировать имя временного файла в заданном каталоге
tmpfile	создать временный файл
ungetc	вернуть символ в поток
vfprintf	запись данных в поток по формату
vsprintf	запись данных в строку по формату

Система программирования MSC дополнительно предоставляет следующие функции:

Функция	Краткое описание
rmtemp	удаление временных файлов, созданных посредством функции tmpfile
tmpnam	сгенерировать имя временного файла
vprintf	запись данных в поток stdout по формату

Система программирования ТС дополнительно предоставляет следующие функции:

Функция	Краткое описание
vfscanf	эти функции подобны функциям fscanf, scanf и sscanf, но принимают как параметр указатель на список аргументов — адресов переменных, которым присваиваются вводимые значения
vscanf
vsscanf

Прототипы всех функций ввода/вывода верхнего уровня содержатся в файле stdio.h.

Некоторые константы, определенные в stdio.h, могут быть полезны в программе:

константа EOF	код, возвращаемый как признак конца файла
константа NULL	значение указателя, который не содержит адрес никакого реально размещенного в оперативной памяти объекта
константа BUFSIZ	определяет размер буфера потока в байтах
имя типа FILE	структура, которая содержит информацию о потоке

Высокоуровневое открытие файлов

Функции открытия потока возвращают указатель на тип FILE (этот указатель называют также указателем потока), этот указатель используется при дальнейших обращениях к потоку.

Стандартные потоки: stdin, stdout, stdeir, stdaux, stdprn.

Когда программа начинает выполняться, автоматически открываются пять потоков. Эти потоки — стандартный ввод (stdin), стандартный вывод (stdout), стандартный вывод для сообщений об ошибках (stderr), стандартный последовательный порт (stdaux) и стандартное устройство печати (stdprn).

По умолчанию стандартный ввод/вывод и стандартный вывод сообщений об ошибках связывается с консольным терминалом.

Назначения по умолчанию для стандартного порта и стандартного устройства печати зависят от конфигурации аппаратуры компьютера; эти потоки обычно связываются с последовательным портом и принтером, но могут быть и не установлены в отдельных системах.

Следующие указатели на структуру типа. FILE определяются в файле stdio.h и могут использоваться в любом месте как указатели потоков:

extern FILE * stdin; — стандартный ввод

extern FILE * stdout; — стандартный вывод

extern FILE * stderr; — стандартный вывод сообщений об ошибках

extern FILE * sidaux; — стандартный порт

extern FILE * stdprn; — стандартное устройство печати

При запуске оттранслированной программы на выполнение можно использовать символы перенаправления в/в из командного языка MS-DOS ( < , > или >> ) для переопределения стандартного ввода и вывода программы.

Можно переопределить stdin, stdout, stderr, stdaux или stdprn так, что они будут относиться к файлу на диске или устройству. Такие возможности предоставляет функция freopen.

Управление буферизацией потоков

Открытые файлы, для которых осуществляется высокоуровневый ввод/вывод, буферизуются по умолчанию, за исключением потоков stdin, stdout, stderr, stdaux, stdprn.

Потоки stderr и stdaux — не буферизованы. Если к ним применяется функция printf или scanf, создается временный буфер. Для обоих потоков может задаваться буферизация с помощью функций setbuf или setvbuf.