【标准IO】fseek函数、ftell函数、fflush函数、getline函数

橙色

当你在文件中写入了10个字符后，又想把这10个字符读出来，该怎么做呢？因为有文件操作符指针的存在，此时该指针已经指在了这10个字符末尾，所以需要把该指针重定向，这就用了本文中所介绍的几个函数

fseek

fseek：设置流 stream 的文件位置为给定的偏移 offset，参数 offset 意味着从给定的 whence 位置查找的字节数。

int fseek(FILE *stream, long int offset, int whence)

• stream — 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
• offset — 这是相对 whence 的偏移量，以字节为单位。
• whence — 这是表示开始添加偏移 offset 的位置。它一般指定为下列常量之一：
  
• 如果成功，则该函数返回零，否则返回非零值。

ftell

ftell：返回给定流 stream 的当前文件位置。

long int ftell(FILE *stream)

• stream — 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
• 该函数返回位置标识符的当前值。如果发生错误，则返回 -1L，全局变量 errno 被设置为一个正值。

程序实例——求程序的有效字节

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

int main(int argc, char **argv){

    FILE *fp;
    if(argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage...\n");
        exit(1);
    }

    fp = fopen(argv[1], "r");
    if(fp == NULL) {
        perror("fopen()");
        exit(1);
    }
	// 将指针定位在文件末尾
    fseek(fp, 0, SEEK_END);

    printf("%d\n", ftell(fp));

    exit(0);
}

rewind

rewind：设置文件位置为给定流 stream 的文件的开头。

void rewind(FILE *stream)

相当于(void) fseek(stream, 0, SEEK_SET);

注意：
fseek和ftell中偏移offset的修饰类型是long，因此只能对2G左右大小的文件进行操作，否则会超出long的范围；

fseeko和ftello则将偏移的修饰类型使用typedef定义为offset_t，具体类型交由系统决定，因此不存在文件大小的限制。但是这两个函数不是C标准库函数，而是隶属于POSIX标准（POSIX是标准C库的超集，或者说，C库是普通话，而POSIX是方言）。

fflush

fflush：刷新流 stream 的输出缓冲区。刷新，指的是将缓冲区（内存上的一片区域）的内容写入到磁盘（外存）中，或者输出到终端上显示。

int fflush(FILE *stream)

• 如果参数为NULL(即没传递参数)，则刷新所有的已打开的流
• 如果成功，该函数返回零值。如果发生错误，则返回 EOF，且设置错误标识符（即 feof）。

代码示例

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Before while(1)");
    while(1);
    printf("After while(1)");
    exit(0);
}

打印结果：

// 什么都不打印

原因：
对于标准输出，输出缓冲区刷新的时机：

• 输出缓冲区满
• 或者遇到换行符\n
• 强制刷新，或者进程结束

因此，可以修改为：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    // 遇到\n刷新
    printf("Before while(1)\n");
    while(1);
    printf("After while(1)\n");
    exit(0);
}

或者修改为：

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

int main() {

    printf("Before while(1)");
    // 强制刷新
    fflush(stdout);
	// 或者 fflush(NULL);
    
    while(1);

    printf("After while(1)");

    exit(0);
}

---

缓冲区的作用：大多数情况下是好事，合并系统调用，增加程序的吞吐量。

缓冲的分类：

• 行缓冲line buffered：针对标准输出（终端设备），有换行刷新，缓冲满刷新，强制刷新三种，后两个和全缓冲一致；
• 全缓冲fully buffered：默认缓冲机制（除标准输出【终端设备】，例如重定向到文件），有缓冲满刷新，强制刷新两种，强制刷新例如调用fflush函数，或者进程结束时也会强制刷新；此时换行符仅仅只是个换行符，没有刷新功能；
• 无缓冲unbuffered：例如stderr，需要立即输出，数据会立即读入内存或者输出到外存文件和设备上；

setvbuf：定义流 stream 应如何缓冲。理解即可。

int setvbuf(FILE *stream, char *buffer, int mode, size_t size)

• stream — 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了一个打开的流。
• buffer — 这是分配给用户的缓冲。如果设置为 NULL，该函数会自动分配一个指定大小的缓冲。
• mode — 这指定了文件缓冲的模式：
  

getline

之前介绍的函数，都不能获得完整的一整行（有缓冲区大小的限制），而下面介绍的getline函数则可以动态分配内存，当装不下完整一行时，又会申请额外的内存来存储。

getline是C++标准库函数，但不是C标准库函数，而是POSIX所定义的标准库函数（在POSIX IEEE Std 1003.1-2008标准出来之前，则只是GNU扩展库里的函数）。在gcc编译器中，对标准库stdio进行了扩展，加入了一个getline函数。

getline会生成一个包含一串从输入流读入的字符的字符串，直到以下情况发生会导致生成的此字符串结束：

• 到文件结束
• 遇到函数的定界符
• 输入达到最大限度

函数原型：

#include <stdio.h>
ssize_t getline(char **lineptr, size_t *n, FILE *stream);

• lineptr：指向存放该行字符的指针，如果是NULL，则有系统帮助malloc，请在使用完成后free释放。该参数是一个二级指针，因此传参需要一级指针的地址。即函数会把读取到的字符串的首地址存放在一级指针中。

// 传参：
char *ptr;
// 函数内的实际操作：
// 假设读取到的字符串Hello的首地址为0x000
&ptr = 0x000; // 此时ptr就指向了Hello

• n：如果是由系统malloc的指针填0；

• stream：函数需要读取的FILE流

• 返回值：成功返回读取的字节数，失败或读完返回-1。

代码示例：

int main(int argc, char **argv) {
    FILE *fp;
    // 一定要初始化，否则指针会指向内存中的随机位置
    char *linebuf = NULL;
    size_t linesize = 0;
    if(argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage...\n");
    }
    fp = fopen(argv[1], "r");
    if(fp == NULL) {
        perror("fopen()");
        exit(1);
    }
    while(1) {
        // 当返回-1时则读完
    	if(getline(&linebuf, &linesize, fp) < 0)
            break;
       	printf("%d\n", strlen(linebuf));
    }
    fclose(fp);
    exit(0);
}