BSP Day 29

c语言中的流

  “流是磁盘或其它外围设备中存储的数据的源点或终点。”。这是在《C程序设计语言》上的原话。

据我的理解，流主要是指一种逻辑上的概念，它提供或存储数据。产生数据的叫输入流，消耗数据的叫输出流。至于怎么产生，又怎么消耗，这是一种物理上的实现，根据每种设备有所不同，但C语言中对它们一视同仁，以一个“流”字来概括它们的特征。作为流的使用者来说，不需要关心太多的细节。流的实现保证了它具有它所声明的特性。C语言中对流除了分为I/O流之外，还分为文本流与二进制流。文本流的特点是流由文本行组成，每一行有0个或多个字符并以’\n’字符结束，即它是有一定意义的，以某种字符集的字符组成的一个序列。一个文本流，读入与写出时可能会对其内容作更改，因为它是有一定意义的，系统可以识别并在适当时候解释，比如在输出文本流中碰到’\b’时，系统的 *** 作是将输入流中的前一个字符删除，在终端上显示就是在它前面输出的这个字符被删除了；二进制流则完成是由一些“生”的，未经处理的数据组成的，C语言将它们看成由0与1组成的序列来读与写，所以它们的特性是同一系统中把同一二进制流读入与写出，其内容没有任何变化。

如果你写的是个复制文件的程序，就是把一个存在的文件复制一遍再给回去。那么问题来了，谁给你的程序那个需要被复制的文件（从哪儿输入）？你复制完了交给谁（输出到哪儿）？ 复制一句返回一句还是全部复制完再一起返回？用文本交流还是用电脑喜欢的二进制交流？C语言就是用流来回答这些问题的。

流被定义成指针，指针就是地址嘛。拿输入来说，stdin就是默认的输入流，通常就是键盘输入。啥意思？就是没有特别说明的话，你的程序就是找键盘要那个需要被复制的文件。stdin就是一个指向键盘这个输入设备的指针。针对这个stdin这个指针，又有对应的函数来执行相印的 *** 作，如果输入的是字符，就用getchar,文本用gets,scanf，二进制数据用fread。 理解了这一个流，其他就同理了。

再类比一下人的场景。你是个有生意头脑的人，你发现很多同学不喜欢写作业，你恰好又喜欢写作业。于是你弄了个业务，就是帮忙抄作业（这个业务相当于程序功能）。为了多赚钱，不把时间浪费在收集同学们希望你帮忙的作业上，你在你的宿舍门口放了一个箱子，需要你做的作业直接丢那个箱子就好了（这就算默认输入的来源，这个箱子就相当于键盘），你做作业的时候是按规律一本一本拿，做完一份再去拿一份（一份一份持续输入形成输入流，而不是做完一份就不处理下一份）。如果是薄薄的试卷，你喜欢用镊子夹过来处理；如果是本子，你喜欢用手抓过来处理，（这个方式就是对应的函数如何处理流）。

再来回头看看输入流的要素（本质），指针指向来源，根据来源的数据结构选择对应的 *** 作函数，指针在来源内部依次流转形成输入流直至输入完成。

流这个定义非常的形象。

你声明一个FILE *fp ，并把fopen(某个文件)返回的值赋予fp这两个动作就相当于建立了一个水龙头，

当你用getc(fp)之类的输入函数读取文件字符时就相当于拧开了水龙头，每读取一个字符，这个文件就像水一样的流动一下，fp所指的地址自然就向后移动了一位。

int ch;

while（(ch=getc(fp))!=EOF）

putchar(ch);

你看这个循环，可以读取一个文件的所有字符。如果不是流的话，ch永远是第一个字符，不会更新。也可以理解为，fp自动++（一个字符的大小）。

一句话，流是文件描述符的抽象，一般使用文件描述符是系统层次的调用。

当向一个文件读入或者输出时，既可以选择流，也可以选择使用文件描述符。文件描述符是int类型的，而流是用FILE *来表示的。

文件描述符提供了一个原始、低层次的输入输出接口。文件描述符和流都可以表示一个连接，可以是和设备的（例如终端），或者管道，或者一个和另一个进程的套接字，或者就是一个正常的文件（normal file)。但是，如果你想要对特殊设备进行特定的 *** 作，你必须使用文件描述符。另外，如果你的程序需要以特殊模式进行输入输出（例如nonblocking, polled input, 参见File Status Flags)，也必须使用文件描述符。

而流提供了一个基于原始的文件描述符的高层次接口。流接口对于所有类型的文件的 *** 作大多都是类似的，唯一的区别就是缓冲的策略（参见下面的流缓冲)。

使用流的主要优势是 *** 作流的函数比文件描述符多得多，而且更加强大方便。文件描述符仅仅提供了一个单一的函数用来传输字符块，但是流接口提供了很多格式化的输入输出（例如printf和scanf）和一些字符函数以及列读入输出函数。

因为流是基于文件描述符的，所以实际上你可以“拆解”一个流得到对应的文件描述符然后进行低层次的 *** 作。相反地，你也可以先用文件描述符和一个文件建立连接，然后建立一个链接这个文件描述符的流对象。

通常情况下，你都应该使用流来进行输入输出，这样不仅方便强大，而且可以保证程序的移植性：你可以在任何一个遵守ISO C标准的机器上使用流，但是在一个非GNU机器上你可能无法使用文件描述符。