一、流 和 FILE對象
之前在文件I/O中提到的函數，都是圍繞文件描述符的，當打開一個文件時，返回的是一個文件描述符，然後對該文件描述符進行後續的I/O操作。而對於標準I/O庫，他們的操作是圍繞着 流 進行的。當用標準I/O庫打開或創建一個文件時，我們就使一個流與一個文件相關聯。
在標準IO流中預定義了3個文件指針，stdin(標準輸入)、stdout(標準輸出)、stderr(標準錯誤)。這三個文件指針都定義<stdio.h>中。
對於ASCII字符集，一個字符用一個字節來表示。對於國際字符集而言，一個字符可用多個字符集來表示。標準I/O文件流可用於單字節或多字節(俗稱"寬")字符集
流的定向，決定了所讀所寫的字符是單字節的還是多字節的。當一個流剛被創建出來時，是沒有定向的，如果在一個沒有定向的流上使用一個多字節的I/O函數，則將該流設置爲寬定向，具體多寬由使用的多字節IO函數定。有兩個函數可以改變流的定向：
(1) fwide函數
#include<stdio.h>
#include<wchar.h>
int fwide(FILE *fp, int mode);
返回值：若流是寬定向的，返回正值；若流是字節定向的，返回負值；若流是爲定向的，返回0
注意：
fwide並不改變以定向流的定向。還應注意的是，fwide無出錯返回。試想一下如果流是無效的會發生什麼呢？我們唯一依靠的就是fwide前先清除errno，從fwide返回時檢查errno的值。
(2) freopen函數
該函數的解釋，可見 三、打開流
二、緩 衝
1、標準IO庫提供緩衝的目的是，儘可能少的使用read和write調用次數。標準IO的底層實現是運用了read和write，通過緩衝區將要寫入或者讀出的數據先放到緩衝區中，然後達到一定的條件後（比如：緩衝區滿、遇見換行符 等等）去調用一次read或是write。
2、標準的IO提供了三種類型的緩衝
(1)全緩衝：
在填滿標準的IO緩衝區後才進行實際的IO操作。對於駐留在磁盤上的文件通常是有標準IO庫實施全緩衝的。在一個流上執行第一次操作時，相關的標準IO函數通常是調用malloc去獲得所需的緩衝區。
該類型的緩衝區會在 緩衝區填滿時 以及 調用fflush()沖刷流時執行一次寫操作。
(2)行緩衝：
在遇到換行符時，執行一次IO操作。對於行緩衝有兩個限制，
第一，因爲標準IO庫用來收集每一行的緩衝區的長度是固定的，所以只要填滿了緩衝區，那麼即使沒有寫一個換行符也執行一次IO操作。
第二，任何時候只要通過標準IO庫要求從一個不帶緩衝的流，或者是一個行緩衝的流（它從內核請求需要的數據）得到輸入數據，那麼就會沖洗所有的行緩衝輸出流。對於行緩衝的流後面的括號中的說明，着重解釋一下：
從不帶緩衝的流中輸入需要從內核中獲取數據。
從行緩衝的流中得到輸入數據，所需的數據可能還在緩衝區中，不需要從內核中讀數據。
（3）不帶緩衝：
不對字符進行緩衝存儲。比如：stderr
ISO C中要求緩衝有一下幾項特徵：
a、當且僅當標準輸入和標準輸出，並不指向交互式設備時，他們纔是全緩衝。當指向交互設備時，是行緩衝還是無緩衝都視情況而定，很多系統在指向交互設備後，默認標準錯誤無緩衝。
b、標準錯誤永遠不會是全緩衝。
對任意一個給定的流，若不喜歡他的默認緩衝類型，可以通過下列函數去進行修改緩衝類型。
#include<stdio.h>
void setbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf);
void setvbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf, int mode, size_t size);
返回值：成功，返回0；失敗，返回，非0
void setbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf);
可以使用 setbuf 去打開或關閉緩衝機制，參數buf不需指向一個長度爲 BUFSIZ 的緩衝區，設置之後該流的緩衝區爲全緩衝。如果要關閉緩衝機制，則將 buf 爲NULL。
#include <stdio.h>
char outbuf[50];
#if 0
int main(void)
{
/* 將outbuf與stdout輸出流相連接 */
setbuf(stdout,outbuf);
/* 向stdout中放入一些字符串 */
puts("This is a test of buffered output.");
puts("This output will go into outbuf");
puts("and won't appear until the buffer");
puts("fills up or we flush the stream.\n");
/* 以下是outbuf中的內容 */
// puts(outbuf);
/*刷新流*/
// fflush(stdout);
return 0;
}
#else
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//char buf[6];
int main()
{
// static char buf[6];
setbuf(stdout,malloc(100));
int c;
int i = 0;
while((c=getchar())!=EOF && getchar())
{
putchar(c);
#if 1
printf("hello\n");
i++;
if(i>5)
{
return 0;
}
#endif
}
return 0;
}#endif
void setvbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf, int mode, size_t size);
參數：stream ：指向流的指針 ；
buf ： 期望緩衝區的地址；
type ： 期望緩衝區的類型：
_IOFBF(全緩衝）：當緩衝區爲空時，從流讀入數據。或者當緩衝區滿時，向流寫入數 據。
_IOLBF(行緩衝）：每次從流中讀入一行數據或向流中寫入一行數據。
_IONBF(無緩衝）：直接從流中讀入數據或直接向流中寫入數據，而沒有緩衝區。
size ： 緩衝區內字節的數量。
注意：意思是這個函數應該在打開流後,立即調用,在任何對該流做輸入輸出前
下面是這兩個函數，參數設置之後其得到的緩衝類型的表：
補充說明一個常見C語言關鍵字：
三、打開流
#include<stdio.h>
FILE* fopen(const char *restrict pathname, char *restrict type);
FILE* freopen(const char *restrict pathname, char *restrict type, FILE* restrict fp);
FILE* fdopen(int fd, const char *type);
返回值：成功，返回文件指針；失敗，返回NULL
(1) fopen 打開路徑執行一個文件
(2) freopen 在一個制定的流（三參）上打開一個文件（一參），如果該流打開了，那就先關閉之前的流，然後再打開新的文件。如果該流已定向，則 freopen 清除該定向。通常該函數將一個指定的文件打開爲一個預定義的流，標準輸入、標準輸出、標準錯誤。
(3) fdopen 這個函數比較有用。將一個文件描述符（open，dup，管道、socket等）與一個標準IO中的流相結合。此函數用於創建管道和網絡通信通道函數返回的描述符。因爲這些特殊的文件描述符不能用標準IO函數fopen打開，所以必須使用該函數將其文件描述符與流相結合。
這三個都有一個標準IO流的參數，其解釋如下：
注意1：在 UNIX 環境下，UNIX內核對二進制文件 和 文本文件不做區分，故 b 選項沒有意義。
注意2：還有以下在使用fdopen時的注意事項：
注意3：還有注意的一點就是，用 w 或是 a 創建一個新文件時，無發說明該文件的訪問權限位。文件IO中，open和creat都能做到。如果要用標準IO用權限位集來創建文件時，必須使用umask函數。在這裏需要插入一個文件和目錄的知識點umask函數：
include<sys/stat.h>
mode_t umask(mode_t cmask);
返回值：之前的文件模式創建屏蔽字
注意4: 流引用的是終端設備，該流屬於行緩衝；按系統默認情況下，流被打開是全緩衝。
四、讀寫流
在打開流之後，有三種不同類型的非格式化IO進行讀寫操作：
(1) 每次一個字符的IO。一次的讀或寫一個字符，如果流帶緩衝，則標準IO函數處理所有的緩衝。
(2) 每次一行的IO。讀寫以換行符結尾，主要函數有 fputs 和 fgets .
(3) 直接IO。每次的IO操作讀或寫某種數量的對象，而每個對象具有指定的長度。常用於從二進制文件中每次讀寫一個結構等，主要的函數 fread 和 fwrite。
1、用於一次只讀一個字符的函數(總共三個函數)
include<stdio.h>
int getc(FILE *fp);
int fgetc(FILE *fp);
int getchar(void);
返回值：成功返回下一個字符；
若文件已到達文件尾端或出錯，返回EOF
函數 getchar 等同於 getc(stdin); getc 可被定義爲宏，而fgetc不能實現爲宏，其解釋引用書中原文：
注意：
在這三個函數中，他們無論 出錯 還是 到文件尾端其返回的都是EOF，爲了區分這兩種情況，引入了兩個函數：
include<stdio.h>
int ferror(FILE *fp);
int feof(FILE *fp);
返回值：條件爲真，返回非0；條件爲假，返回0
void clearerr(FILE *fp);
他的區分原理是，如下：
從流中讀取的數據，可以通過 ungetc 將字符再壓回去；
#include<stdio.h>
int ungetc(int c,FILE* fp);
返回值：若成功，返回c；若出錯，返回EOF
ungetc 該函數實現並不是在底層文件或是設備上執行的，而是在標準IO的緩衝區中操作的。以下是書中全部的解釋：
以上是介紹了每次單個字符的讀操作，以下是寫操作，也是三個函數
include<stdio.h>
int putc(int c, FILE *fp);
int fputc(int c, FILE *fp);
int putchar(int c);
返回值：成功返回c；若出錯，返回EOF
putchar(c) 等同於 putc(c, stdout) ;putc可被實現爲宏，而 fputc 不能實現爲宏。
文章引用：setbuf 和setvbuf 簡單介紹