C語言學習趣事_關於C語言中的輸入輸出資料流_續一

      這兩天趕上高考，家裡有參加高考的，所以沒有來園子裡面逛逛， 今天高考完了，得閑了，所以出來透透氣。

      上次我寫了些關於printf()函數的的文字， 感覺自己對輸入輸出不是很瞭解， 並且自己表述的也不是很完整，還幾處小毛病，因此想接著上次的話題繼續瞎掰。

      那麼這次瞎掰點什麼呢 ？ 那就從輸入輸出說起吧..................

1、流

    我不知道為什麼國內要把stream 翻譯成流， 不過這個翻譯倒是挺形象的。 我們知道C語言是伴隨那個偉大的系統——Unix——而成長的，在Unix及其衍生的系統中，

系統資源都是當做檔案來看待的。C繼承了這個傳統，當我們從鍵盤輸入字元的時候，C會把輸入裝置(即鍵盤)當做檔案來處理。當我們利用C開發工具提供的輸入輸出函數

來進行輸入和輸出時，C會把輸入輸出的內容當做“流”來處理。

    實際上流是一個理想話的對象，實際輸入或輸出裝置處理的內容映射到這個資料流中，而C會中這個資料流中擷取自己需要的資訊。

2、檔案

     檔案： 不知道怎麼精確定義這個名詞， 如果照大部分資料來看，檔案是指儲存在儲存介質上的一堆0101資訊的集合，或者可以認為是儲存介質上一Block Storage地區。

    前面說過在C中，系統資源當做檔案來處理， 這裡我們主要討論裝置檔案。

    在C運行後，會預設自動開啟三個裝置檔案： 標準輸入檔案、標準輸出裝置和標準錯誤輸出檔案。

    即：   STDIN   標準輸入檔案  (stdin)

            STDOUT  標準輸出檔案 (stdout)

            STDERR  標準錯誤輸出檔案 (stderr)

在有些系統裡面應該是這樣定義的：  #define  STDIN_FILENO   0    

                                               #define  STDOUT_FILENO  1

                                               #define  STDERR_FILENO  2

有的系統是這樣定義的：

                                              #define stdin     (&_iob[0])
                                              #define stdout   (&_iob[1])
                                              #define stderr    (&_iob[2])

3、 緩衝型輸入系統和非緩衝型輸入系統

     緩衝型輸入系統：是指當C要從從輸入檔案（這裡值標準輸入裝置，通常就是鍵盤）讀入資料流時，只有當使用者按下Enter ——（char）13 後使用者輸入的內容才能被被C使用。

     非緩衝型的系統：是指當C從輸入檔案讀如資料流時， 不需要等待使用者按下Enter鍵，C就能立即使用。

     如所示：

對於C而言，或者說對用C實現的執行實體而言，是否是緩衝或不緩衝，這個由系統決定，目前大部分系統對C而言是緩衝型輸入系統。

4、  getc（）、putc（）、getchar()、putchar()

需要說明的是這兩組函數應該是在效果上:  getc（）== getchar（）

                                                      putc（）==putchar（）

但是他們的原型，或者說定義形式卻是不一樣的。

首先來看：getc（）和getchar（）

在C中getc（）的函數原型：

Exp:

     char  getc（FILE *）；

     就是說如果要使用getch();函數你需要給他傳遞一個指標。

     那麼getchar（）是怎麼實現的呢？ 這裡有兩種實現方式： 函數和宏;  我們就說說宏的定義：

Exp:

      #define   getchar()    getc(stdin)

同樣來看：putc（）和putchar（）； 同樣putc（）需要一個檔案指標，即其函數原型如：

Exp：

      int putc（FILE *）；

於是putchar（）的宏定義就是：

Exp：

    #define  putchar()  putc(stdout)

5、 EOF

     在用getchar()時，我們會從標準輸入裝置一個一個字元的讀取所輸入的字元，包括空白字元，例如：空格 、定位字元 和 斷行符號；在進行判斷的時候可以用一個EOF

來判斷是否是輸入的結束，這樣可以輸入任何想輸入的字元。

Exp：

       char  chInPut；

       while（EOF ！= （chInPut=getchar() ））

         {

               putchar(chInPut);

         }

當我們輸入：a  b  c  dd 

就會有輸出：a  b  c  dd

6、getc()

     在VC 6.0中有兩個get()的定義， 一個是宏，一個是函數

宏的定義如下：

    #define getc(_stream)     (--(_stream)->_cnt >= 0  ? 0xff & *(_stream)->_ptr++ : _filbuf(_stream))   

函數定義如下：

   _CRTIMP int __cdecl getc(FILE *);           

   在Ｃ語言的各家編譯器提供廠商裡面有一個不成為的“潛規則”，那就是如果一個標識符前面如果是以底線開頭，這樣的標識符通常是編譯器預定義的宏，或者預定義的標誌符。   

   我們看宏定義；這裡用到的宏實際還用到了一個預定義的函數：

                     _CRTIMP int __cdecl _filbuf(FILE *)

    從這個函數可以看出在getc()宏中使用的：_stream是一個具有檔案指標類型性質的預定義標識符。為了弄明白這個宏我們需要知道FILE類型的各個域；

其實FILE類型是另一個類型的重定義：  

Exp :

struct _iobuf

{

        char *_ptr;    
        int   _cnt;     
        char *_base;
        int   _flag;
        int   _file;
        int   _charbuf;
        int   _bufsiz;
        char *_tmpfname;
};

typedef  _iobuf  FILE;

　　從上面可知FILE類型的結構體具有一個_cnt的域；這樣我們就來解析getc（）的宏；首先看：

           --(_stream)->_cnt >= 0

   在C語言的規範裡面，我們知道 -> 的預算優先順序與尾碼 --的一樣，同時高於首碼 -- 的優先順序， 因此這裡就是每次執行這個宏的時候，就是先判斷_stream->cnt - 1

後其值是否大於等於0；如果大於或等於0的話，那麼這個宏就返回：0xff & *(_stream)->_ptr++ ; 如果小於0的話，那麼這個宏就返回： _filbuf(_stream)當大於等於

0的時候就說明緩衝區內還有文字資料流字元，這時取出當前字元並與0xFF進行位與作為getc(_stream)的傳回值, 並且將字元指標後移一位。

　　當 _stream->cnt - 1的值小於0的時候就表示緩衝區內的字元已經全部遍曆過。但這時緩衝區內的內容還存在，只是指向緩衝區的指標已經移動到緩衝區後面，因此這

時就需要更新緩衝區內的內容，通過函數_filbuf(_stream)來實現， 函數_filbuf(FILE *) 同時將_stream的各個域重新賦值。

　　細心的朋友也許可以發現： #define stdin     (&_iob[0])   中的_iob[0];其實也是一個FILE類型的指標數組，其引用是通過： extern FILE _iob[]; 來實現的。

就像前面說的 va_list 一樣_stream 標識符由編譯器的供應商定義，並且由編譯器解釋。這裡我們就不在討論這個FILE類型的預定義標識符。

如果那位大俠需要自己嘗試做個C的編譯工具，可以研究研究。