标准输入输出详解：从基本操作到缓冲区管理

"本章详细介绍了标准输入输出的相关操作，包括基本操作、非格式化输入输出、格式化输入输出等内容，适用于单片机嵌入式系统、PLC学习及电子元件选型等领域。" 在计算机编程中，标准输入输出是程序与用户交互的重要途径。第11章详细阐述了这个主题，特别是针对C语言的标准库函数，这些函数用于处理程序的输入和输出。 11.1 标准输入输出的基本操作 标准输入输出涉及三个关键文件：标准输入文件（stdin），通常对应于键盘；标准输出文件（stdout），通常显示在屏幕上；以及标准错误输出文件（stderr），也通常显示在屏幕上，用于输出错误信息。在C语言中，这些文件由FILE类型的指针表示，通过`fopen()`函数打开，`fclose()`函数关闭。`fopen()`函数接收文件名和模式参数，如"r"（读取）、"w"（写入）等，返回文件指针。`fclose()`则用于释放文件资源，关闭文件。 11.1.1 文件的打开 `fopen()`函数不仅分配资源，还为指定文件创建一个控制结构，并返回一个指向该结构的指针，此指针后续用于读写操作。 11.1.2 文件的关闭 使用`fclose()`函数可释放文件指针，结束对该文件的操作。关闭后的文件指针无效，不能再用于访问文件。 11.1.3 缓冲区的刷新 缓冲区管理是输入输出过程中的重要环节。`fflush()`和`fpurge()`函数用于清空缓冲区中的数据，确保数据及时写入或读出。`fflush()`常用于标准输出和错误输出的刷新，而`fpurge()`则用于清除特定流的缓冲。 11.1.4 缓冲区属性的设置 `setvbuf()`函数允许程序动态设置缓冲区的类型和大小。缓冲区类型包括全缓冲（_IOFBF）、行缓冲（_IOLBF）和无缓冲（_IONBF）。全缓冲在缓冲区满后才执行I/O，行缓冲在遇到换行符时执行，无缓冲则不缓存数据，如stderr。 11.2 非格式化输入输出 非格式化输入输出不涉及特定的格式化规则，如`fread()`和`fwrite()`函数用于读写二进制数据，`getchar()`和`putchar()`处理单个字符的输入输出，`getc()`和`putc()`则用于处理文本文件的字符级操作。这些函数直接与文件指针交互，不涉及数据的解析和格式转换。 11.3 格式化输入输出 格式化输入输出通常使用`printf()`和`scanf()`家族函数，它们允许按照指定的格式读取和写入数据，比如整数、浮点数、字符串等。格式化输入输出方便且灵活，但效率相对较低。 本章内容对于理解和编写处理输入输出的C程序至关重要，无论是简单的命令行工具还是复杂的系统应用，理解标准输入输出都是必要的基础。此外，对缓冲区的管理有助于提高程序性能和正确性，特别是在处理大量数据或实时反馈的应用中。