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Linux I/O（输入和输出）

2023-11-11

1.文件I/O

1）文件描述符：对于内核而言，所有打开的文件都通过文件描述符引用。文件描述符通常是一个小的非负整数，内核用它标识一个特定进程正在访问的文件。当内核打开一个已有文件或创建一个新文件时，它返回一个文件描述符。

2）按照惯例，UNIX系统shell使用文件描述符0（STDIN_FILENO）与进程的标准输入相关联，文件描述符1(STDOUT_FILENO)与标准输出相关联，文件描述符2(STDERR_FILENO)与标准出错输出相关联。这是各种shell以及很多应用程序使用的惯例，而与UNIX内核无关。尽管如此，如果不遵照这种惯例，那么很多UNIX系统应用程序就不能正常工作。

3）可用的文件I/O函数——打开文件，读文件，写文件等。UNIX系统中的大多数文件I/O只需用到5个函数：open、read、write、lseek以及close。它们是不带缓冲的I/O，都使用文件描述符。在使用read和write函数时，选定不同大小的缓冲区（保存读和写的数据），效率是不同的。存在一个最佳效率的缓冲区大小，就是缓冲区大小等于文件系统的块长。

2.标准I/O

1）对于标准I/O库，它们的操作则是围绕流进行的。当用标准I/O库打开或创建一个文件时，使用一个流与一个文件相关联。当打开一个流时，标准I/O函数fopen返回一个指向FILE对象的指针。该对象通常是一个结构，它包含了标准I/O库为管理该流所需要的所有信息，包括：用于实际I/O的文件描述符，指向用于该缓冲区的指针、缓冲区的长度、当前在缓冲区中的字符数以及出错标志等。

2）预定义了三个标准I/O流，分别为三个文件指针stdin，stdout和stderr。

3）标准I/O库提供缓冲的目的是尽可能减少使用read和write调用的次数。它对每个I/O流自动地进行缓冲管理，从而避免了应用程序需要考虑这一点所带来的麻烦。标准I/O提供三种类型的缓冲：全缓冲、行缓冲和不带缓冲。

3.两者的区别：

1）前者属于低级IO，后者是高级IO。

2）前者返回一个文件描述符（用户程序区的），后者返回一个文件指针。

3）前者无缓冲，后者有缓冲。
4）前者与 read, write 等配合使用， 后者与 fread, fwrite等配合使用。
5）后者是在前者的基础上扩充而来的，在大多数情况下，用后者。

有关它们的介绍也可参考：

http://hi.baidu.com/woshihaoge/blog/item/ef4fadfdbcead71008244d43.html 

http://hi.baidu.com/36470902/blog/item/275de511186fe618b8127b8d.html

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