05-文件、流和键盘输入

8.3.1　文件、流和键盘输入

文件（file）是存储器中存储信息的区域。通常，文件都保存在某种永久存储器中（例如，硬盘、U盘或DVD等）。毫无疑问，文件对于计算机系统相当重要。例如，你编写的C程序就保存在文件中，用来编译C程序的程序也保存在文件中。后者说明，某些程序需要访问指定的文件。当编译存储在名为 echo.c 文件中的程序时，编译器打开 echo.c 文件并读取其中的内容。当编译器处理完后，会关闭该文件。其他程序，例如文字处理器，不仅要打开、读取和关闭文件，还要把数据写入文件。

C是一门强大、灵活的语言，有许多用于打开、读取、写入和关闭文件的库函数。从较低层面上，C可以使用主机操作系统的基本文件工具直接处理文件，这些直接调用操作系统的函数被称为底层I/O（low-level I/O）。由于计算机系统各不相同，所以不可能为普通的底层I/O函数创建标准库，ANSI C也不打算这样做。然而从较高层面上，C还可以通过标准I/O包（standard I/O package）来处理文件。这涉及创建用于处理文件的标准模型和一套标准I/O函数。在这一层面上，具体的C实现负责处理不同系统的差异，以便用户使用统一的界面。

上面讨论的差异指的是什么？例如，不同的系统存储文件的方式不同。有些系统把文件的内容存储在一处，而文件相关的信息存储在另一处；有些系统在文件中创建一份文件描述。在处理文件方面，有些系统使用单个换行符标记行末尾，而其他系统可能使用回车符和换行符的组合来表示行末尾。有些系统用最小字节来衡量文件的大小，有些系统则以字节块的大小来衡量。

如果使用标准I/O包，就不用考虑这些差异。因此，可以用 if (ch == '\n') 检查换行符。即使系统实际用的是回车符和换行符的组合来标记行末尾，I/O函数会在两种表示法之间相互转换。

从概念上看，C程序处理的是流而不是直接处理文件。流（stream）是一个实际输入或输出映射的理想化数据流。这意味着不同属性和不同种类的输入，由属性更统一的流来表示。于是，打开文件的过程就是把流与文件相关联，而且读写都通过流来完成。

第13章将更详细地讨论文件。本章着重理解C把输入和输出设备视为存储设备上的普通文件，尤其是把键盘和显示设备视为每个C程序自动打开的文件。 stdin 流表示键盘输入， stdout 流表示屏幕输出。 getchar() 、 putchar() 、 printf() 和 scanf() 函数都是标准I/O包的成员，处理这两个流。

以上讨论的内容说明，可以用处理文件的方式来处理键盘输入。例如，程序读文件时要能检测文件的末尾才知道应在何处停止。因此，C的输入函数内置了文件结尾检测器。既然可以把键盘输入视为文件，那么也应该能使用文件结尾检测器结束键盘输入。下面我们从文件开始，学习如何结束文件。