C 标准库 - ＜stdio.h＞ 详解

在 C 语言中，stdio.h 是一个非常重要的头文件，定义了一系列用于输入和输出的函数、变量和宏。本文将逐一介绍 stdio.h 中定义的函数，并提供每个函数的完整示例。

变量类型

在 stdio.h 中定义了三个变量类型：

1. size_t：无符号整数类型，通常用于表示内存大小。
2. FILE：适合存储文件流信息的对象类型。
3. fpos_t：适合存储文件中任何位置的对象类型。

宏定义

stdio.h 中定义了一些常用的宏：

1. NULL：空指针常量的值。
2. _IOFBF、_IOLBF 和 _IONBF：用于 setvbuf 函数的第三个参数。
3. BUFSIZ：setbuf 函数使用的缓冲区大小。
4. EOF：表示文件结束的负整数。
5. FOPEN_MAX：系统可以同时打开的文件数量。
6. FILENAME_MAX：字符数组可以存储的文件名的最大长度。
7. L_tmpnam：tmpnam 函数创建的临时文件名的最大长度。
8. SEEK_CUR、SEEK_END 和 SEEK_SET：fseek 函数中用于定位不同位置的宏。
9. TMP_MAX：tmpnam 函数可生成的独特文件名的最大数量。
10. stderr、stdin 和 stdout：分别对应标准错误、标准输入和标准输出流。

函数介绍与示例

1. int fclose(FILE *stream)

关闭流 stream。刷新所有的缓冲区。

#include int main() {    FILE *fp;    fp = fopen("test.txt", "w");    fprintf(fp, "This is just a test.\n");    fclose(fp);    return 0;}

2. void clearerr(FILE *stream)

清除给定流 stream 的文件结束和错误标识符。

#include int main() {    FILE *fp;    int c;    fp = fopen("test.txt", "r");    clearerr(fp);    while ((c = fgetc(fp)) != EOF) {        putchar(c);    }    fclose(fp);    return 0;}

3. int feof(FILE *stream)

测试给定流 stream 的文件结束标识符。

#include int main() {    FILE *fp;    fp = fopen("test.txt", "r");    while (!feof(fp)) {        putchar(fgetc(fp));    }    fclose(fp);    return 0;}

4. int ferror(FILE *stream)

测试给定流 stream 的错误标识符。

#include int main() {    FILE *fp;    fp = fopen("test.txt", "r");    if (ferror(fp)) {        perror("Error reading file");    } else {        printf("File read successfully.\n");    }    fclose(fp);    return 0;}

5. int fflush(FILE *stream)

刷新流 stream 的输出缓冲区。

#include int main() {    FILE *fp;    fp = fopen("test.txt", "w");    fprintf(fp, "This is just a test.\n");    fflush(fp); // Flush the buffer to ensure data is written immediately    fclose(fp);    return 0;}

6. int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos)

获取流 stream 的当前文件位置，并把它写入到 pos。

#include int main() {    FILE *fp;    fpos_t position;    fp = fopen("test.txt", "r");    fgetpos(fp, &position);    printf("Current position in file: %lld\n", position);    fclose(fp);    return 0;}

7. FILE *fopen(const char *filename, const char *mode)

使用给定的模式 mode 打开 filename 所指向的文件。

#include int main() {    FILE *fp;    fp = fopen("test.txt", "w");    if (fp == NULL) {        perror("Error opening file");        return -1;    }    fprintf(fp, "This is just a test.\n");    fclose(fp);    return 0;}

8. size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)

从给定流 stream 读取数据到 ptr 所指向的数组中。

#include int main() {    FILE *fp;    char buffer[20];    fp = fopen("test.txt", "r");    fread(buffer, sizeof(char), 10, fp);    printf("Data read: %s\n", buffer);    fclose(fp);    return 0;}

9. FILE *freopen(const char *filename, const char *mode, FILE *stream)

把一个新的文件名 filename 与给定的打开的流 stream 关联，同时关闭流中的旧文件。

#include int main() {    FILE *fp;    fp = freopen("test.txt", "w", stdout);    printf("This is redirected to test.txt\n");    fclose(fp);    return 0;}

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

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

#include int main() {    FILE *fp;    fp = fopen("test.txt", "r");    fseek(fp, 5, SEEK_SET);    printf("Character at position 5: %c\n", fgetc(fp));    fclose(fp);    return 0;}

11. int fsetpos(FILE *stream, const fpos_t *pos)

设置给定流 stream 的文件位置为给定的位置。参数 pos 是由函数

fgetpos 给定的位置。

#include int main() {    FILE *fp;    fpos_t position;    fp = fopen("test.txt", "r");    fgetpos(fp, &position);    fseek(fp, 10, SEEK_SET);    fsetpos(fp, &position);    printf("Character at original position after seeking: %c\n", fgetc(fp));    fclose(fp);    return 0;}

12. long int ftell(FILE *stream)

返回给定流 stream 的当前文件位置。

#include int main() {    FILE *fp;    long int position;    fp = fopen("test.txt", "r");    fseek(fp, 0, SEEK_END);    position = ftell(fp);    printf("Size of file: %ld bytes\n", position);    fclose(fp);    return 0;}

13. size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)

把 ptr 所指向的数组中的数据写入到给定流 stream 中。

#include int main() {    FILE *fp;    char buffer[20] = "Hello, World!";    fp = fopen("test.txt", "w");    fwrite(buffer, sizeof(char), 13, fp);    fclose(fp);    return 0;}

14. int remove(const char *filename)

删除给定的文件名 filename，以便它不再被访问。

#include int main() {    if (remove("test.txt") == 0) {        printf("File deleted successfully.\n");    } else {        perror("Error deleting file");    }    return 0;}

15. int rename(const char *old_filename, const char *new_filename)

把 old_filename 所指向的文件名改为 new_filename。

#include int main() {    if (rename("test.txt", "new_test.txt") == 0) {        printf("File renamed successfully.\n");    } else {        perror("Error renaming file");    }    return 0;}

16. void rewind(FILE *stream)

设置文件位置为给定流 stream 的文件的开头。

#include int main() {    FILE *fp;    char c;    fp = fopen("test.txt", "r");    rewind(fp);    c = fgetc(fp);    printf("First character of file after rewinding: %c\n", c);    fclose(fp);    return 0;}

17. void setbuf(FILE *stream, char *buffer)

定义流 stream 应如何缓冲。

#include int main() {    FILE *fp;    char buffer[BUFSIZ];    fp = fopen("test.txt", "w");    setbuf(fp, buffer);    fprintf(fp, "This is just a test.\n");    fclose(fp);    return 0;}

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

另一个定义流 stream 应如何缓冲的函数。

#include int main() {    FILE *fp;    char buffer[BUFSIZ];    fp = fopen("test.txt", "w");    setvbuf(fp, buffer, _IOFBF, BUFSIZ);    fprintf(fp, "This is just a test.\n");    fclose(fp);    return 0;}

19. FILE *tmpfile(void)

以二进制更新模式(wb+)创建临时文件。

#include int main() {    FILE *tmpfp;    tmpfp = tmpfile();    fprintf(tmpfp, "This is a temporary file.\n");    fclose(tmpfp);    return 0;}

20. char *tmpnam(char *str)

生成并返回一个有效的临时文件名，该文件名之前是不存在的。

#include int main() {    char buffer[L_tmpnam];    tmpnam(buffer);    printf("Temporary file name: %s\n", buffer);    return 0;}

21. int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...)

发送格式化输出到流 stream 中。

#include int main() {    FILE *fp;    int num = 10;    fp = fopen("test.txt", "w");    fprintf(fp, "The number is: %d\n", num);    fclose(fp);    return 0;}

22. int printf(const char *format, ...)

发送格式化输出到标准输出 stdout。

#include int main() {    int num = 10;    printf("The number is: %d\n", num);    return 0;}

23. int sprintf(char *str, const char *format, ...)

发送格式化输出到字符串。

#include int main() {    char buffer[20];    int num = 10;    sprintf(buffer, "The number is: %d\n", num);    printf("%s", buffer);    return 0;}

24. int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list arg)

使用参数列表发送格式化输出到流 stream 中。

#include #include int my_printf(FILE *stream, const char *format, ...) {    va_list arg;    int done;    va_start(arg, format);    done = vfprintf(stream, format, arg);    va_end(arg);    return done;}int main() {    FILE *fp;    int num = 10;    fp = fopen("test.txt", "w");    my_printf(fp, "The number is: %d\n", num);    fclose(fp);    return 0;}

25. int vprintf(const char *format, va_list arg)

使用参数列表发送格式化输出到标准输出 stdout 中。

#include #include int my_printf(const char *format, ...) {    va_list arg;    int done;    va_start(arg, format);    done = vprintf(format, arg);    va_end(arg);    return done;}int main() {    int num = 10;    my_printf("The number is: %d\n", num);    return 0;}

26. int vsprintf(char *str, const char *format, va_list arg)

使用参数列表发送格式化输出到字符串。

#include #include int my_sprintf(char *str, const char *format, ...) {    va_list arg;    int done;    va_start(arg, format);    done = vsprintf(str, format, arg);    va_end(arg);    return done;}int main() {    char buffer[20];    int num = 10;    my_sprintf(buffer, "The number is: %d\n", num);    printf("%s", buffer);    return 0;}

27. int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...)

从流 stream 读取格式化输入。

#include int main() {    FILE *fp;    int num;    fp = fopen("test.txt", "r");    fscanf(fp, "%d", &num);    printf("The number read from file is: %d\n", num);    fclose(fp);    return 0;}

28. int scanf(const char *format, ...)

从标准输入 stdin 读取格式化输入。

#include int main() {    int num;    printf("Enter a number: ");    scanf("%d", &num);    printf("You entered: %d\n", num);    return 0;}

29. int sscanf(const char *str, const char *format, ...)

从字符串读取格式化输入。

#include int main() {    char str[] = "The number is: 10";    int num;    sscanf(str, "The number is: %d", &num);    printf("Extracted number from string: %d\n", num);    return 0;}

30. int fgetc(FILE *stream)

从指定的流 stream 获取下一个字符（一个无符号字符），并把位置标识符往前移动。

#include int main() {    FILE *fp;    int c;    fp = fopen("test.txt", "r");    while ((c = fgetc(fp)) != EOF) {        putchar(c);    }    fclose(fp);    return 0;}

31. char *fgets(char *str, int n, FILE *stream)

从指定的流 stream 读取一行，并把它存储在 str 所指向的字符串内。当读取 (n-1) 个字符时，或者读取到换行符时，或者到达文件末尾时，它会停止，具体视情况而定。

#include int main() {    FILE *fp;    char buffer[255];    fp = fopen("test.txt", "r");    while (fgets(buffer, 255, fp) != NULL) {        printf("%s", buffer);    }    fclose(fp);    return 0;}

32. int fputc(int char, FILE *stream)

把参数 char 指定的字符（一个无符号字符）写入到指定的流 stream 中，并把位置标识符往前移动。

#include int main() {    FILE *fp;    int c;    fp = fopen("test.txt", "w");    for (c = 'A'; c         fputc(c, fp);    }    fclose(fp);    return 0;}    FILE *fp;    fp = fopen("test.txt", "w");    fputs("This is just a test.\n", fp);    fclose(fp);    return 0;}    FILE *fp;    int c;    fp = fopen("test.txt", "r");    while ((c = getc(fp)) != EOF) {        putchar(c);    }    fclose(fp);    return 0;}    int c;    printf("Enter a character: ");    c = getchar();    printf("You entered: ");    putchar(c);    return 0;}    char str[255];    printf("Enter a string: ");    gets(str);    printf("You entered: %s\n", str);    return 0;}    FILE *fp;    int c;    fp = fopen("test.txt", "w");    putc('A', fp);    fclose(fp);    return 0;}    putchar('A');    return 0;}    puts("This is just a test.");    return 0;}    FILE *fp;    int c;    fp = fopen("test.txt", "r");    c = fgetc(fp);    ungetc(c, fp); // Push the character back to the stream    printf("Character pushed back: %c\n", fgetc(fp)); // Now read it again    fclose(fp);    return 0;}    FILE *fp;    fp = fopen("nonexistentfile.txt", "r");    if (fp == NULL) {        perror("Error opening file");        return -1;    }    fclose(fp);    return 0;}    char buffer[20];    int num = 10;    snprintf(buffer, 20, "The number is: %d\n", num);    printf("%s", buffer);    return 0;}