标准IO－－－核心函数接口延续（嵌入式Linux）
继上次讲解标准IO的核心函数接口后，先为大家再补充两个对于二进制文件的读写函数接口，如下：
1、核心函数接口
1.1 fwrite
1.1.1 函数原型
#include // 必须包含的头文件
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
1.1.2 功能
以二进制形式将内存中的数据批量写入指定文件流，不做任何格式转换，是处理二进制文件（如结构体、图片、音频）的核心函数。
关键：
fwrite直接读写内存字节，与数据类型无关，比文本写入（fprintf）更高效、更精准。
1.1.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
ptr | const void * | 待写入数据的内存起始地址（可以是数组、结构体、普通变量的地址） |
size | size_t | 单个数据块的字节大小（如sizeof(int)、sizeof(Student)） |
nmemb | size_t | 要写入的数据块个数 |
stream | FILE * | 目标文件流指针（需通过fopen以二进制模式打开） |
1.1.4 返回值
size_t：
成功：返回实际写入的完整数据块个数（等于nmemb）
失败：返回小于nmemb的值（可通过ferror(stream)检查错误）
注意：
总写入字节数：成功时总字节数 = size * nmemb
1.2 fread---二进制批量读取文件流
1.2.1 函数原型
#include // 必须包含的头文件
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
1.2.2 功能说明
以二进制形式从指定文件流中批量读取数据到内存，还原为原数据类型（如结构体、数组），是fwrite的配套读取函数。
1.2.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
ptr | void * | 接收数据的内存起始地址（需提前分配足够空间，如数组、结构体变量） |
size | size_t | 单个数据块的字节大小（需与写入时的size一致） |
nmemb | size_t | 要读取的数据块个数 |
stream | FILE * | 源文件流指针（需通过fopen以二进制模式打开） |
1.2.4 返回值
size_t：
成功：返回实际读取的完整数据块个数（≤ nmemb）读到文件末尾：返回 0
失败：返回小于nmemb的值（可通过ferror(stream)/feof(stream)区分是错误还是到末尾）
1.3 fseek---调整文件指针到指定位置
1.3.1 函数原型
#include
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
1.3.2 功能
将指定文件流的文件指针移动到「基准位置 + 偏移量」的位置，支持向前 / 向后跳转，是随机读写的核心函数。
1.3.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
stream | FILE * | 目标文件流指针 |
offset | long | 偏移量（字节数）：正数 = 向后跳，负数 = 向前跳，0 = 不跳转 |
whence | int |
基准位置（系统宏定义）： • • • |
1.3.4 返回值
| 返回值 | 含义 |
|---|---|
0 | 成功 |
-1 | 失败（如偏移量越界）注意：其他都正确的情况下，超出文件大小仍是成功的 |
注意：
a模式限制：a/a+模式下，fseek调整指针后，写入操作仍会强制跳回文件末尾（仅读取受fseek影响）
1.4 ftell---获取当前文件指针位置（偏移量）
1.4.1 函数原型
#include
long ftell(FILE *stream);
1.4.2 功能
返回指定文件流的偏移量（当前文件指针位置）（相对于文件开头的字节数），常配合fseek使用（如计算文件大小）。
1.4.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
stream | FILE * | 目标文件流指针 |
1.4.4 返回值
| 返回值类型 | 含义 |
|---|---|
long | 成功：返回指定文件流的偏移量；失败：返回-1L |
1.5 rewind - 重置文件指针到开头
1.5.1 函数原型
#include
void rewind(FILE *stream);
1.5.2 功能
将文件指针重置到文件开头，等价于 fseek(stream, 0, SEEK_SET)，但无返回值，更简洁。
1.5.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
stream | FILE * | 目标文件流指针 |
特点：无返回值，调用即生效
1.6 feof --- 判断是否读到文件末尾
1.6.1 函数原型
#include
int feof(FILE *stream);
1.6.2 功能
检测指定文件流的文件末尾标志（EOF），判断是否已经读取到文件的最后一个字节之后（即 “读完了”）。
关键：
feof不是 “预判” 文件末尾，而是读取操作失败后，判断失败原因是否是 “到了末尾”。
示例：
#include
#include
int main() {
FILE *fp = fopen("test.txt", "r");
if (fp == NULL) { perror("fopen"); exit(1); }
// 错误写法：先判断feof，会多读取一次（最后一次fgetc返回EOF后,feof(fp)才为非0）
// while (!feof(fp)) { printf("%c", fgetc(fp)); }
// 正确写法：先读取，再判断是否失败，最后用feof找原因
int ch;
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) { // 先读取
printf("%c", ch);
}
// 读取失败后，判断原因
if (feof(fp)) {
printf("
✅ 正常：已读取到文件末尾
");
} else if (ferror(fp)) {
printf("
❌ 错误：读取过程中发生错误
");
}
fclose(fp);
return 0;
}
1.6.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
stream | FILE * | 目标文件流指针 |
1.6.4 返回值
| 返回值 | 含义 |
|---|---|
| 非 0 值 | 已到达文件末尾（EOF 标志被置位） |
| 0 | 未到达文件末尾 |
1.6 ferror --- 判断文件流是否发生错误
1.6.1 函数原型
#include
int ferror(FILE *stream);
1.6.2 功能
检测指定文件流的错误标志，判断读写操作（如 fputc/fread）是否因硬件 / 权限等问题失败（如读只读文件、写无权限文件）。
1.6.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
stream | FILE * | 目标文件流指针 |
1.6.4 返回值
| 返回值 | 含义 |
|---|---|
| 非 0 值 | 文件流发生错误（错误标志被置位） |
| 0 | 文件流无错误 |
标志清除：需调用 clearerr(stream) 手动清除错误标志，否则会一直返回非 0。
clearerr(fp) 只做两件事：
- 清除文件指针
fp的结束标志位（EOF）； - 清除文件指针
fp的错误标志位（error）；它不会改变文件指针的位置，也不会影响文件本身，只是重置fp内部的两个状态标记。
// 必须先清标志 + 重置文件指针，才能重新读
clearerr(fp); // 清除EOF/error标志
fseek(fp, 0, SEEK_SET); // 回到文件开头
1.7 fflush --- 手动刷新文件流缓存
1.7.1 函数原型
#include
int fflush(FILE *stream);
1.7.2 功能
强制将文件流缓存区中未写入的内容刷新到目标设备（文件 / 终端），突破 “缓存满 / 换行 / 程序退出” 的默认刷新规则。
核心场景：实时写入（如日志、监控数据）
1.7.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
stream | FILE * | 目标文件流指针；传入NULL时，刷新所有打开的文件流缓存 |
1.7.4 返回值
| 返回值 | 含义 |
|---|---|
| 0 | 刷新成功 |
| EOF | 刷新失败 |
适用场景：
- 行缓存：未到
- 全缓存：文件写入后需要立即落盘（避免程序崩溃丢失数据）；
fclose会自动调用fflush：关闭文件前会刷新缓存，无需手动调用。
1.8 setvbuf --- 自定义文件流缓存策略
1.8.1 函数原型
#include
int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);
1.8.2 功能
在打开文件后、读写操作前，自定义文件流的缓存类型、缓存区地址、缓存区大小，替代系统默认的缓存策略（行缓存 / 全缓存 / 无缓存）。
1.8.3 参数
| 参数名 | 数据类型 | 含义 |
|---|---|---|
stream | FILE * | 目标文件流指针（必须是已打开但未读写的流） |
buf | char * | 自定义缓存区地址：・非 NULL：使用用户指定的缓存区（需提前分配）・NULL：由系统自动分配缓存区 |
mode | int |
缓存模式（系统宏定义）： • • • |
size | size_t | 缓存区大小（字节）：buf非 NULL 时有效，建议设为 4096/8192 等块大小倍数 |
1.8.4 返回值
| 返回值 | 含义 |
|---|---|
| 0 | 设置成功 |
| 非 0 | 设置失败 |
1.8.5 核心特性
- 调用时机：必须在
fopen之后、第一次读写操作之前调用，否则无效； - 缓存区生命周期：用户自定义的
buf需保证在文件流关闭前有效（避免栈溢出）； - 覆盖默认策略：比如将终端流（默认行缓存）改为全缓存，或文件流改为无缓存。
#include
#include
#define BUF_SIZE 8192 // 自定义缓存大小
int main() {
FILE *fp = fopen("test.txt", "w");
if (fp == NULL) { perror("fopen"); exit(1); }
// 分配自定义缓存区（堆内存，避免栈溢出）
char *my_buf = (char *)malloc(BUF_SIZE);
if (my_buf == NULL) { perror("malloc"); fclose(fp); exit(1); }
// 设置为全缓存，使用自定义缓存区
int ret = setvbuf(fp, my_buf, _IOFBF, BUF_SIZE);
if (ret != 0) {
printf("setvbuf failed
");
free(my_buf);
fclose(fp);
exit(1);
}
// 后续读写使用自定义缓存
fputs("自定义缓存测试
", fp);
fflush(fp); // 手动刷新
// 关闭后释放缓存区
fclose(fp);
free(my_buf);
return 0;
}
fflush vs fclose 刷新的区别
| 操作 | 刷新效果 | 后续操作 |
|---|---|---|
fflush(fp) | 仅刷新缓冲区，不关闭文件 | 可继续读写该文件流 |
fclose(fp) | 刷新缓冲区 + 关闭文件 | 不可再操作该文件流（已失效） |
1.9 clearerr --- 清除文件流标志
feof/ferror 的标志被置位后不会自动清除，需用clearerr重置：
#include
void clearerr(FILE *stream);
功能：清除文件流的 EOF 标志和错误标志，恢复初始状态。
错误判断：
feof：读取失败后，判断是否是 “读到末尾”；ferror：读取失败后，判断是否是 “操作出错”；- 核心逻辑：先判断读写是否失败（如
fgetc==EOF），再用这两个函数找原因。
到此，标准IO的内容就到这里了，我们下次再见！
