C-Datei-Eingabe/Ausgabe - C file input/output

Die Programmiersprache C bietet viele Standardbibliothek Funktionen für Datei Ein- und Ausgabe . Diese Funktionen machen den Großteil des C-Standardbibliothek- Headers <stdio.h> aus . Die Funktionalität stammt von einem "portable I/O Package", das von Mike Lesk in den Bell Labs in den frühen 1970er Jahren geschrieben wurde und in Version 7 offiziell Teil des Unix- Betriebssystems wurde .

Die I/O-Funktionalität von C ist nach modernen Standards ziemlich niedrig; C abstrahiert alle Dateioperationen in Operationen auf Ströme von Bytes , die „Eingangsströme“ oder „Ausgangsströme“ sein kann. Im Gegensatz zu einigen früheren Programmiersprachen bietet C keine direkte Unterstützung für Datendateien mit wahlfreiem Zugriff ; Um aus einem Datensatz in der Mitte einer Datei zu lesen, muss der Programmierer einen Stream erstellen, die Mitte der Datei suchen und dann nacheinander Bytes aus dem Stream lesen.

Das Stream-Modell der Datei-I/O wurde von Unix populär gemacht, das gleichzeitig mit der Programmiersprache C selbst entwickelt wurde. Die überwiegende Mehrheit der modernen Betriebssysteme hat Streams von Unix geerbt, und viele Sprachen der Programmiersprachenfamilie C haben die Datei-I/O-Schnittstelle von C mit wenigen oder gar keinen Änderungen geerbt (z. B. PHP ).

Überblick

Diese Bibliothek verwendet sogenannte Streams, um mit physischen Geräten wie Tastaturen, Druckern, Terminals oder anderen vom System unterstützten Dateitypen zu arbeiten. Streams sind eine Abstraktion, um mit diesen auf einheitliche Weise zu interagieren. Alle Streams haben ähnliche Eigenschaften, unabhängig von den individuellen Eigenschaften der physischen Medien, denen sie zugeordnet sind.

Funktionen

Die meisten der C-Datei-Eingabe-/Ausgabefunktionen sind in <stdio.h> (oder im C++-Header cstdio , der die Standard-C-Funktionalität enthält, aber im std- Namespace enthält ) definiert.

Konstanten

Zu den im Header <stdio.h> definierten Konstanten gehören:

Variablen

Zu den im Header <stdio.h> definierten Variablen gehören:

Mitgliedstypen

Zu den im Header <stdio.h> definierten Datentypen gehören:

• DATEI – auch bekannt als afile handle , dies ist ein undurchsichtiger Typ , der die Informationen über eine Datei oder einen Textstream enthält, die erforderlich sind, um Eingabe- oder Ausgabeoperationen auszuführen, einschließlich:
  • plattformspezifische Kennung des zugehörigen I/O-Geräts, z. B. ein Dateideskriptor
  • der Puffer
  • Stream-Ausrichtungsanzeige (unscharf, schmal oder breit)
  • Statusanzeige für die Streampufferung (ungepuffert, zeilengepuffert, vollständig gepuffert)
  • E/A-Modusanzeige (Eingabestream, Ausgabestream oder Aktualisierungsstream)
  • Binär-/Textmodusanzeige
  • End-of-File-Anzeige
  • Fehleranzeige
  • die aktuelle Streamposition und den Multibyte-Konvertierungsstatus (ein Objekt vom Typ mbstate_t)
  • Wiedereintrittssperre (ab C11 erforderlich )
• fpos_t – ein Nicht-Array-Typ, der die Position jedes Bytes in einer Datei und jeden Konvertierungszustand, der in allen unterstützten Multibyte-Zeichenkodierungen auftreten kann, eindeutig identifizieren kann
• size_t – ein vorzeichenloser Integer- Typ, der der Typ des Ergebnisses des sizeof- Operators ist.

Erweiterungen

Der POSIX- Standard definiert mehrere Erweiterungen von stdio in seinen Basisdefinitionen , darunter eine readline- Funktion, die Speicher zuweist , die fileno- und fdopen- Funktionen, die die Verbindung zwischen FILE- Objekten und Dateideskriptoren herstellen , und eine Gruppe von Funktionen zum Erstellen von FILE- Objekten, die auf zu In-Memory-Puffer.

Beispiel

Das folgende C-Programm öffnet eine Binärdatei namens myfile , liest fünf Byte daraus und schließt die Datei dann.

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

int main(void) {
    char buffer[5];
    FILE* fp = fopen("myfile", "rb");

    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open file \"myfile\"");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int rc = getc(fp);
        if (rc == EOF) {
            fputs("An error occurred while reading the file.\n", stderr);
            return EXIT_FAILURE;
        }
        
        buffer[i] = rc;
    }

    fclose(fp);

    printf("The bytes read were... %x %x %x %x %x\n", buffer[0], buffer[1],
        buffer[2], buffer[3], buffer[4]);

    return EXIT_SUCCESS;
}

Alternativen zu stdio

Mehrere Alternativen zu stdio wurden entwickelt. Dazu gehört die C++ iostream- Bibliothek, die Teil des ISO C++-Standards ist . ISO C++ erfordert weiterhin die stdio- Funktionalität.

Andere Alternativen umfassen die SFIO-Bibliothek (A Safe/Fast I/O Library) von AT&T Bell Laboratories . Diese 1991 eingeführte Bibliothek zielte darauf ab, Inkonsistenzen, unsichere Praktiken und Ineffizienzen beim Design von stdio zu vermeiden . Zu seinen Funktionen gehört die Möglichkeit, Callback-Funktionen in einen Stream einzufügen , um die Handhabung von Daten, die aus dem Stream gelesen oder in den Stream geschrieben werden, anzupassen. Es wurde 1997 für die Außenwelt freigegeben, und die letzte Veröffentlichung war der 1. Februar 2005.

Siehe auch

• printf-Formatzeichenfolge
• scanf-Formatzeichenfolge

Verweise

Externe Links

• Medien im Zusammenhang mit der Eingabe/Ausgabe von C-Dateien bei Wikimedia Commons