檔案IO操作

sanjiudemiao發表於2024-05-15

檔案操作

cache：是讀的緩衝區，讀內容先讀到cache中，是讀的加速機制

buffer：是寫的緩衝區，寫內容先寫到buff中，是寫的加速機制

對一個檔案的操作有兩種不同的方式，既可以使用由作業系統直接提供的程式設計介面
(API)，即系統呼叫，也可以使用由標準C庫提供的標準IO函式。

系統IO

open

功能	開啟一個指定的檔案並獲得檔案描述符，或者建立一個新檔案
標頭檔案	`<sys/types.h>` `<sys/stat.h>` `<fcntl.h>`
原型	`int open(const char pathname, int flags);` `int open(const char pathname, int flags, mode_t mode);`
引數	- `pathname`：即將要開啟的檔案路徑 - `flags`： - `O_RDONLY`：只讀方式開啟檔案 - `O_WRONLY`：只寫方式開啟檔案 - `O_RDWR`：讀寫方式開啟檔案 - `O_CREAT`：如果檔案不存在，則建立該檔案 - `O_EXCL`：如果使用 `O_CREAT` 選項且檔案存在，則返回錯誤訊息 - `O_NOCTTY`：如果檔案為終端，那麼終端不可以作為呼叫 `open()` 系統呼叫的那個程序的控制終端 - `O_TRUNC`：如檔案已經存在，則刪除檔案中原有資料 - `O_APPEND`：以追加方式開啟檔案 - `mode`：如果檔案被新建，指定其許可權為 `mode`（八進位制表示法）
返回值	成功：大於等於0的整數（即檔案描述符）失敗：-1
備註	無

** 示例程式碼**

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 
 
int main()
{
    int fd;
    
    //以讀寫的方式建立新檔案    
    fd=open("myhello",O_RDWR | O_CREAT,0777);
 
    //以讀寫的方式建立新檔案，並判斷是否存在    
    //fd=open("myhello",O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL,0777);
 
    //以讀寫的方式建立新檔案，若檔案存在則進行截斷（清空檔案內容）  
    //fd = open("myhello", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0777);
 
    if (fd < 0)
    {
        printf("can not open file %s\n", argv[1]);
        printf("errno = %d\n", errno);
        printf("err: %s\n", strerror(errno));
        perror("open");
    }
    else
    {
        printf("fd = %d\n", fd);
    }
    close(fd);
    return 0;
}

close

功能	關閉一個開啟的檔案描述符
標頭檔案	`<unistd.h>`
原型	`int close(int fd);`
引數	`fd`：要關閉的檔案描述符
返回值	成功：0 失敗：-1
備註	重複關閉一個已經關閉的檔案或者尚未開啟的檔案是安全的

示例程式碼

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    // 假設 fd 是已經開啟的檔案描述符
    int ret = close(fd);
    if (ret < 0)
    {
        printf("can not close file descriptor %d\n", fd);
        printf("errno = %d\n", errno);
        printf("err: %s\n", strerror(errno));
        perror("close");
    }
    return 0;
}

read

功能	從指定檔案中讀取資料
標頭檔案	`<unistd.h>`
原型	`ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);`
引數	- `fd`：從檔案 `fd` 中讀取資料 - `buf`：指向存放讀到的資料的緩衝區 - `count`：想要從檔案 `fd` 中讀取的位元組數
返回值	成功：實際讀到的位元組數失敗：-1
備註	實際讀到的位元組數小於等於 `count`

如果返回值是0，說明讀到檔案末尾

write

功能	將資料寫入指定的檔案
標頭檔案	`<unistd.h>`
原型	`ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);`
引數	- `fd`：將資料寫入到檔案 `fd` 中 - `buf`：指向即將要寫入的資料 - `count`：要寫入的位元組數
返回值	成功：實際寫入的位元組數失敗：-1
備註	實際寫入的位元組數小於等於 `count`

** 示例程式碼 **

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

int main() {
    // 開啟檔案
    int fd = open("example.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0666);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 寫入資料
    const char *message = "Hello, this is a test message.\n";
    ssize_t bytes_written = write(fd, message, strlen(message));
    if (bytes_written < 0) {
        perror("write");
        close(fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 讀取資料
    char buffer[100];
    lseek(fd, 0, SEEK_SET); // 將檔案指標移至檔案開頭
    ssize_t bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
    if (bytes_read < 0) {
        perror("read");
        close(fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    buffer[bytes_read] = '\0'; // 新增字串結束符

    // 輸出讀取的資料
    printf("Data read from file: %s", buffer);

    // 關閉檔案
    close(fd);

    return 0;
}

這個程式的作用是開啟一個檔案，向檔案中寫入一條訊息，然後再讀取出來並列印。

dup dup2

功能	複製檔案描述符
標頭檔案	`<unistd.h>`
原型	`int dup(int oldfd);` `int dup2(int oldfd, int newfd);`
引數	- `oldfd`：要複製的檔案描述符 - `newfd`：指定的新檔案描述符
返回值	成功：新的檔案描述符失敗：-1
備註	無

dup是英文單詞duplicate的縮寫，意味著複製一個已有的檔案描述符，dup將會返回一個最小未用的檔案描述符作為複製；

dup2則可以透過第二個引數來指定描述符，如果這個描述符已經存在，則將會被覆蓋。

lseek

功能	調整檔案位置偏移量
標頭檔案	`<sys/types.h>` `<unistd.h>`
原型	`off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);`
引數	- `fd`：要調整位置偏移量的檔案的描述符 - `offset`：新位置偏移量相對基準點的偏移 - `whence`：基準點 - `SEEK_SET`：檔案開頭處 - `SEEK_CUR`：當前位置 - `SEEK_END`：檔案末尾處
返回值	成功：新檔案位置偏移量失敗：-1
備註	只對普通檔案有效，特殊檔案是無法調整偏移量的

** 示例程式碼 **

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // 開啟檔案
    int fd = open("example.txt", O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 設定新的位置偏移量
    off_t new_offset = lseek(fd, 0, SEEK_SET);
    if (new_offset == -1) {
        perror("lseek");
        close(fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 關閉檔案
    close(fd);

    return 0;
}

ioctl fcntl

功能	檔案控制
標頭檔案	`<sys/ioctl.h>`
原型	`int ioctl(int fd, int request, ...);`
引數	- `fd`：要控制的檔案描述符 - `request`：針對不同檔案的各種控制命令字 - `...`：根據不同的命令字而不同
返回值	成功：一般情況下是0，但有些特定的請求將返回非負整數失敗：-1
備註	無

request是一個由底層驅動提供的命令字，一些通用的命令字被放置在標頭檔案/usr/include,（不同的系統存放位置也許不同）中，後面的變參也由前面的request命令字決定。

ioctl 是裝置驅動程式中裝置控制介面函式，一個字元裝置驅動通常會實現裝置開啟、關閉、讀、寫等功能，在一些需要細分的情況下，如果需要擴充套件新的功能，通常以增設 ioctl() 命令的方式實現。

ioctl 函式用於對裝置進行控制操作，它是一種通用的裝置 I/O 控制介面。透過 ioctl 函式，可以向裝置傳送控制命令，或者獲取裝置的狀態資訊。這些控制命令通常由預定義的常量表示，稱為 IOCTL 命令字。

使用 ioctl 函式可以實現很多裝置相關的功能，例如：

設定裝置引數：如串列埠的波特率、資料位、停止位等；
控制裝置行為：如開啟或關閉裝置的某些功能；
查詢裝置狀態：如獲取裝置的錯誤資訊、緩衝區狀態等。

#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <linux/fb.h>


int main(int argc, char const *argv[])
{
	//1.開啟LCD
	int lcd_fd = open("/dev/fb0",O_RDWR);


	//2.利用ioctl函式獲取LCD硬體引數
	struct fb_var_screeninfo lcd_vinfo;
	ioctl(lcd_fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&lcd_vinfo);

	//3.輸出LCD的寬、高、色深
	printf("lcd height= %-5d\n", lcd_vinfo.yres); 		//480   
	printf("lcd width= %-5d\n", lcd_vinfo.xres);  		//800
	printf("lcd bpp=%-5d\n",lcd_vinfo.bits_per_pixel);	//32
	
	return 0;
}

透過 ioctl(lcd_fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &lcd_vinfo) 呼叫，將請求傳送給 LCD 裝置檔案描述符 lcd_fd，並將 LCD 裝置的硬體引數儲存在結構體 lcd_vinfo 中。

fcntl

功能	檔案控制
標頭檔案	`<unistd.h>` `<fcntl.h>`
原型	`int fcntl(int fd, int cmd, .../arg/);`
引數	- `fd`：要控制的檔案描述符 - `cmd`：控制命令字 - `.../arg/`：根據不同的命令字而不同
返回值	成功：根據不同的 `cmd`，返回值不同失敗：-1
備註	無

fcntl 函式用於對檔案描述符進行各種控制操作，例如設定檔案狀態標誌、獲取檔案狀態標誌、複製檔案描述符等。其功能包括但不限於：

修改已開啟檔案的屬性，比如設定檔案的狀態標誌（例如設定非阻塞模式）、檔案描述符的標誌、檔案的讀寫鎖等。
複製檔案描述符，使兩個描述符指向相同的檔案。
獲取已開啟檔案的各種屬性資訊，如獲取檔案狀態標誌、獲取檔案的讀寫鎖資訊等。

這些操作可以透過 cmd 引數來指定。cmd 引數決定了 fcntl 函式的具體行為，例如 F_GETFL 用於獲取檔案狀態標誌，F_SETFL 用於設定檔案狀態標誌，F_DUPFD 用於複製檔案描述符等。

總的來說，fcntl 函式是一個靈活的介面，用於實現對檔案描述符的各種控制操作。

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    // 開啟檔案
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 獲取當前檔案狀態標誌
    int flags = fcntl(fd, F_GETFL);
    if (flags == -1) {
        perror("fcntl");
        return 1;
    }

    // 設定檔案狀態標誌為非阻塞模式
    if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1) {
        perror("fcntl");
        return 1;
    }

    // 演示讀取檔案，此時設定了非阻塞模式
    char buffer[1024];
    ssize_t bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (bytes_read == -1) {
        perror("read");
    } else {
        printf("Read %zd bytes: %s\n", bytes_read, buffer);
    }

    // 關閉檔案
    close(fd);

    return 0;
}

在這個示例中，我們首先使用 open 函式開啟一個檔案，然後使用 fcntl 函式獲取檔案的狀態標誌，接著設定檔案的狀態標誌為非阻塞模式，並最後讀取檔案。

mmap

功能	將檔案或其他物件對映到記憶體
標頭檔案	`<sys/mman.h>`
原型	`void mmap(void addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);`
引數	- `addr`：指定對映區域的首地址，通常設為 `NULL`，讓核心選擇適當的地址 - `length`：對映區域的長度 - `prot`：保護對映區域的許可權 - `PROT_READ`：允許讀取對映區域的內容 - `PROT_WRITE`：允許寫入對映區域的內容 - `PROT_EXEC`：允許執行對映區域的內容 - `PROT_NONE`：拒絕對對映區域的訪問 - `flags`：控制對映區域的屬性 - `MAP_SHARED`：共享對映，對對映區域的修改會影響到檔案或其他對映該檔案的程序 - `MAP_PRIVATE`：私有對映，對對映區域的修改不會影響到檔案或其他對映該檔案的程序 - `MAP_ANONYMOUS`：建立匿名對映，不與檔案關聯，常用於建立匿名記憶體 - `fd`：要對映的檔案描述符，如果對映的是匿名記憶體，則為 `-1` - `offset`：對映檔案的偏移量，通常設為 `0`
返回值	成功：對映區域的起始地址失敗：`MAP_FAILED`--->(void*)-1
備註	- 如果對映的是檔案，則 `fd` 引數指定檔案描述符，`offset` 引數指定檔案的偏移量；如果對映的是匿名記憶體，則 `fd` 引數為 `-1`，`offset` 引數無效。 - 對映區域的長度必須是頁面大小的整數倍，通常使用 `sysconf(_SC_PAGE_SIZE)` 獲取頁面大小。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    // 開啟檔案
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 獲取檔案大小
    struct stat file_stat;
    if (fstat(fd, &file_stat) == -1) {
        perror("fstat");
        close(fd);
        return 1;
    }
    off_t file_size = file_stat.st_size;

    // 對映檔案到記憶體
    void *addr = mmap(NULL, file_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 讀取對映區域的內容
    printf("Mapped content: %s\n", (char *)addr);

    // 解除記憶體對映
    if (munmap(addr, file_size) == -1) {
        perror("munmap");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 關閉檔案
    close(fd);

    return 0;
}

標準IO

fopen

函式	fopen
功能	開啟一個檔案
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`FILE fopen(const char path, const char *mode);`
引數	- `path`：即將要開啟的檔案路徑名 - `mode`： - `"r"`: 以只讀方式開啟檔案，要求檔案必須存在。 - `"r+"`: 以讀寫方式開啟檔案，要求檔案必須存在。 - `"w"`: 以只寫方式開啟檔案，檔案如果不存在將會建立新檔案，如果存在將會將其內容清空。 - `"w+"`: 以讀寫方式開啟檔案，檔案如果不存在將會建立新檔案，如果存在將會將其內容清空。 - `"a"`: 以只寫方式開啟檔案，檔案如果不存在將會建立新檔案，且檔案位置偏移量被自動定位到檔案末尾（即以追加方式寫資料）。 - `"a+"`: 以讀寫方式開啟檔案，檔案如果不存在將會建立新檔案，且檔案位置偏移量被自動定位到檔案末尾（即以追加方式寫資料）。
返回值	成功：FILE * ----> 檔案指標失敗：`NULL`
備註	最好要以二進位制檔案開啟rb``wb 使用標準IO的時候，是不可以反覆關閉相同的檔案，因為釋放已經被釋放的堆記憶體，會導致段錯誤！

思考：fopen函式的返回值是一個指向被開啟檔案的FILE型別的指標，請問FILE型別是什麼？

回答：FILE型別其實是一個結構體資料型別，它包含了標準 I/O 庫函式為管理檔案所需要的所有資訊，比如包括用於實際I/O 的檔案描述符、指向檔案緩衝區的指標、緩衝區的長度、當前緩衝區中的位元組數以及出錯標誌等。標頭檔案stdio.h中有關於FILE型別的相關描述，

fclose

函式	fclose
功能	關閉一個檔案
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`int fclose(FILE *stream);`
引數	`stream`：要關閉的檔案流指標
返回值	成功：`0` 失敗：非`0`值
備註	不能對同一個檔案重複關閉

使用標準IO函式處理檔案的最大特點是，資料將會先儲存在一個標準IO 緩衝區中，而後在一定條件下才被一併flush（沖洗，或稱重新整理）至核心緩衝區，而不是像系統IO那樣，資料直接被flush至核心。注意到，標準IO函式fopen()實質上是系統IO函式open()的封裝，他們是一一對應的，每一次fopen()都會導致系統分配一個file{ }結構體和一個FILE{}來儲存維護該檔案的讀寫資訊，每一次的開啟和操作都可以不一樣，是相對獨立的，因此可以在多執行緒或者多程序中多次開啟同一個檔案，再利用檔案空洞技術進行多點讀寫。
預設開啟的三個標準檔案，標準輸出入輸出裝置在系統IO是預設被開啟的，在標準IO也是一樣，在程式開始就已經擁有相應的檔案指標

裝置	檔案描述符（int）	檔案指標（FILE *）	標準輸入裝置（鍵盤）
標準輸入裝置	0	STDIN_FILENO	stdin
標準輸出裝置	1	STDOUT_FILENO	stdout
標準出錯裝置	2	STDERR_FILENO	stderr

每次一個字元的讀寫標準IO函式介面

fgetc getc getchar

功能	獲取指定檔案的一個字元
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`int fgetc(FILE *stream);`
	`int getc(FILE *stream);`
	`int getchar(void);`
引數	`stream`：檔案指標
返回值	成功讀取到的字元
	失敗：EOF
備註	當返回EOF時，檔案stream可能已達末尾，或者遇到錯誤

fputc putc putchar

功能	將一個字元寫入一個指定的檔案
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`int fputc(int c, FILE *stream);`
	`int putc(int c, FILE *stream);`
	`int putchar(int c);`
引數	`c`：要寫入的字元
	`stream`：寫入的檔案指標
返回值	成功寫入到的字元
	失敗：EOF
備註	無

1，fgec()、getc()和getchar()返回值是int，而不是char，原因是因為他們在出錯或者讀到檔案末尾的時候需要返回一個值為-1的EOF標記，而char型資料有可能因為系統的差異而無法表示負整數。

2，當fgec()、getc()和getchar()返回EOF時，有可能是發生了錯誤，也有可能是讀到了檔案末尾，需要用 feof(),ferror()來判斷。

feof ferror

功能	判斷一個檔案是否到達檔案末尾
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`int feof(FILE *stream);`
	`int ferror(FILE *stream);`
引數	`stream`：進行判斷的檔案指標
返回值	`feof`：如果檔案已達末尾則返回真，否則返回假
	`ferror`：如果檔案遇到錯誤則返回真，否則返回假
備註	無

每次一行字元的讀寫標準IO函式介面

fgetc gets

功能	從指定檔案讀取最多一行資料
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`char fgets(char s, int size, FILE *stream);`
	`char gets(char s);`
引數	`s`：自定義緩衝區指標
	`size`：自定義緩衝區大小
	`stream`：即將被讀取資料的檔案指標
返回值	成功：自定義緩衝區指標 `s`
	失敗：`NULL`
備註	1. `gets()` 預設從檔案 `stdin` 讀入資料
	2. 當返回 `NULL` 時，檔案 `stream` 可能已達末尾，或者遇到錯誤

fputs puts

功能	將資料寫入指定的檔案
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`int fputs(const char s, FILE stream);`
	`int puts(const char *s);`
引數	`s`：自定義緩衝區指標
	`stream`：即將被寫入資料的檔案指標
返回值	成功：非負整數
	失敗：`EOF`
備註	`puts()` 預設將資料寫入檔案 `stdout`

fgets()跟fgetc()一樣，當其返回NULL時並不能確定究竟是達到檔案末尾還是碰到錯誤，需要用feof()/ferror()來進一步判斷。

fgets()每次讀取至多不超過size個位元組的一行，所謂“一行”即資料至多包含一個換行符’\n’。

gets()是一個已經過時的介面，因為他沒有指定自定義緩衝區s的大小，這樣很容易造成緩衝區溢位，導致程式段訪問錯誤。

fgets()和fputs()，gets()和puts()一般成對使用，鑑於gets()的不安全性，一般建議使用前者。

** 每次讀寫若干資料塊的標準IO函式介面 **

fread fwrite

功能	從指定檔案讀取若干個資料塊
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`size_t fread(void ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE stream);`
引數	`ptr`：自定義緩衝區指標
	`size`：資料塊大小
	`nmemb`：資料塊個數
	`stream`：即將被讀取資料的檔案指標
返回值	成功：讀取的資料塊個數，等於 `nmemb`
	失敗：讀取的資料塊個數，小於 `nmemb` 或等於 0
備註	當返回小於 `nmemb` 時，檔案 `stream` 可能已達末尾，或者遇到錯誤

功能	將若干塊資料寫入指定的檔案
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`size_t fwrite(const void ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE stream);`
引數	`ptr`：自定義緩衝區指標
	`size`：資料塊大小
	`nmemb`：資料塊個數
	`stream`：即將被寫入資料的檔案指標
返回值	成功：寫入的資料塊個數，等於 `nmemb`
	失敗：寫入的資料塊個數，小於 `nmemb` 或等於 0
備註	無

如果fread()返回值小於nmemb時，則可能已達末尾，或者遇到錯誤，需要借於feof()/ferror()來加以進一步判斷。

當發生上述第1種情況時，其返回值並不能真正反映其讀取或者寫入的資料塊數，而只是一個所謂的“截短值”，比如正常讀取5個資料塊，每個資料塊100個位元組，在執行成功的情況下返回值是5，表示讀到5個資料塊總共500個位元組，但是如果只讀到499 個資料塊，那麼返回值就變成4，而如果讀到99個位元組，那麼fread()會返回0。因此當發生返回值小於nmemb時，需要仔細確定究竟讀取了幾個位元組，而不能直接從返回值確定。

** 獲取或設定檔案當前位置偏移量 **

fseek ftell rewind

功能	設定指定檔案的當前位置偏移量
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);`
引數	`stream`：需要設定位置偏移量的檔案指標
	`offset`：新位置偏移量相對基準點的偏移
	`whence`：基準點
	- `SEEK_SET`：檔案開頭處
	- `SEEK_CUR`：當前位置
	- `SEEK_END`：檔案末尾處
返回值	成功：0
	失敗：-1
備註	無

功能	獲取指定檔案的當前位置偏移量
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`long ftell(FILE *stream);`
引數	`stream`：需要返回當前檔案位置偏移量的檔案指標
返回值	成功：當前檔案位置偏移量
	失敗：-1
備註	無

功能	將指定檔案的當前位置偏移量設定到檔案開頭處
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`void rewind(FILE *stream);`
引數	`stream`：需要設定位置偏移量的檔案指標
返回值	無
備註	該函式的功能是將檔案 `stream` 的位置偏移量置位到檔案開頭處

1，fseek()的用法基本上跟系統IO的lseek()是一致的。

2，rewind(fp)相等於fseek(fp,0L,SEEK_SE);

** 標準格式化IO函式 **

fprintf printf snprintf sprintf

功能	將格式化資料寫入指定的檔案或者記憶體
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`int fprintf(FILE restrict stream, const char restrict format, ...);`
	`int printf(const char *restrict format, ...);`
	`int snprintf(char restrict s, size_t n, const char restrict format, ...);`
	`int sprintf(char restrict s, const char restrict format, ...);`
引數	`stream`：寫入資料的檔案指標
	`format`：格式控制串
	`s`：寫入資料的自定義緩衝區
	`n`：自定義緩衝區的大小
返回值	成功：成功寫入的位元組數
	失敗：-1
備註	無

fscanf scanf sscanf

功能	從指定的檔案或者記憶體中讀取格式化資料
標頭檔案	`<stdio.h>`
原型	`int fscanf(FILE restrict stream, const char restrict format, ...);`
	`int scanf(const char *restrict format, ...);`
	`int sscanf(const char restrict s, const char restrict format, ...);`
引數	`stream`：讀出資料的檔案指標
	`format`：格式控制串
	`s`：讀出資料的自定義緩衝區
返回值	成功：正確匹配且賦值的資料個數
	失敗：EOF
備註	無

1，fprintf()不僅可以像printf()一樣向標準輸出裝置輸出資訊，也可以向由stream
指定的任何有相應許可權的檔案寫入資料。
2，sprintf()和snprintf()都是向一塊自定義緩衝區寫入資料，不同的是後者第二個參
數提供了這塊緩衝區的大小，避免緩衝區溢位，因此應儘量使用後者，放棄使用前者。
3，fscanf()不僅可以像scanf()一樣從標準輸入裝置讀入資訊，也可以從由stream
指定的任何有相應許可權的檔案讀入資料。
4，sscanf()從一塊由s指定的自定義緩衝區中讀入資料。
5，最重要的一條：這些函式的讀寫都是帶格式的，這些所謂的格式由下表規定：

格式控制符

格式控制符	含義	範例
`%d`	有符號十進位制整型數	`int a = 1; printf("%d", a);`
`%u`	無符號十進位制整型數	`int a = 1; printf("%u", a);`
`%o`	無符號八進位制整型數	`int a = 1; printf("%o", a);`
`%x`	無符號十六進位制整型數	`int a = 1; printf("%x", a);`
`%c`	字元	`char a = 'd'; printf("%c", a);`
`%s`	字串	`char *a = "xy"; printf("%s", a);`
`%f`	計數法單精度浮點數	`float a = 1.0; printf("%f", a);`
`%e`	科學技術法單精度浮點數	`float a = 1.0; printf("%e", a);`
`%p`	指標	`int *a; printf("%p", a);`
`%.5s`	取字串的前5個字元	`char *a = "abcdefghijk"; printf("%.5s", a);`
`%.5f`	取單精度浮點數小數點後5位小數	`float a = 1.0; printf("%.5f", a);`
`%5d`	位寬至少為5個字元，右對齊	`int a = 1; printf("%5d", a);`
`%-5d`	位寬至少為5個字元，左對齊	`int a = 1; printf("%-5d", a);`
`%hd`	半個有符號數十進位制整型數	`short a = 1; printf("%hd", a);`
`%hhd`	半半個有符號數十進位制整型數	`char a = 1; printf("%hhd", a);`
`%lf`	雙精度浮點數	`double a = 1.0; printf("%lf", a);`
`%Le`	科學技術法雙精度浮點數	`double a = 1.0; printf("%Le", a);`
`%Lf`	長雙精度浮點數	`long double a = 1.0; printf("%Lf", a);`
`%Le`	科學技術法長雙精度浮點數	`long double a = 1.0; printf("%Le", a);`

** 示例程式碼 **

注意，這一組函式跟之前的標準IO最大的區別是帶有格式控制，因此最適用於有格式的檔案處理，假設有一個檔案儲存了班級學生的姓名、性別、年齡和身高，如下：

很明顯這個檔案是帶有格式的，假如我們需要將這個檔案讀入程式，再將之列印到螢幕
顯示出來，可以使用fscanf()和fprintf()來實現：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<strings.h>
#include<errno.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/types.h>

#define NAMELEN 20

// 學生結構體
struct student {
    char name[NAMELEN];
    char sex;
    int age;
    float stature;
    struct student *next; // 用以形成連結串列
};

// 初始化連結串列
struct student *init_list(void) {
    struct student *head = malloc(sizeof(struct student));
    head->next = NULL;
    return head;
}

// 向連結串列中新增學生節點
void add_student(struct student *head, struct student *new) {
    struct student *tmp = head;
    while (tmp->next != NULL)
        tmp = tmp->next;
    tmp->next = new;
}

// 顯示連結串列中的所有學生資訊
void show_student(struct student *head) {
    struct student *tmp = head->next;
    while (tmp != NULL) {
        fprintf(stdout, "%-5s %c %d %.1f\n",
                tmp->name, tmp->sex, tmp->age, tmp->stature);
        tmp = tmp->next;
    }
}

int main(int argc, char **argv) {
    // 開啟檔案
    FILE *fp = fopen("format_data", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Error opening file");
        return errno;
    }
    
    // 初始化連結串列
    struct student *head = init_list();
    int count = 0;
    // 從檔案中讀取資料並新增到連結串列中
    while (1) {
        struct student *new = malloc(sizeof(struct student));
        if (fscanf(fp, "%s %c %d %f", new->name, &(new->sex), &(new->age), &(new->stature)) == EOF) {
            break;
        }
        add_student(head, new);
        count++;
    }
    // 輸出新增的學生數
    printf("%d students have been added.\n", count);
    // 顯示所有學生資訊
    show_student(head);
    // 關閉檔案
    fclose(fp);
    return 0;
}

** 檔案屬性 **

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Go

檔案IO操作

檔案操作

系統IO

open

close

read

write

dup dup2

lseek

ioctl fcntl

fcntl

mmap

標準IO

fopen

fclose

fgetc getc getchar

fputc putc putchar

feof ferror

fgetc gets

fputs puts

fread fwrite

fseek ftell rewind

fprintf printf snprintf sprintf

fscanf scanf sscanf

格式控制符

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