1.5 输入和输出

1. 文件描述符

文件描述符（file descriptor）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。在读、写文件时，就可使用它。

2. 标准输入、标准输出和标准出错

按惯例，每当运行一个新程序时，所有的shell都为其打开三个文件描述符：标准输入（standard input）、标准输出（standard output）以及标准出错（standard error）。如果像简单命令ls那样没有做什么特殊处理，则这三个描述符都链向终端。大多数shell都提供一种方法，使其中任何一个或所有这三个描述符都能重新定向到某个文件，例如：

执行ls命令，其标准输出重新定向到名为file.list的文件上。

3. 不用缓冲的I/O

函数open、read、write、lseek以及close提供了不用缓冲的I/O。这些函数都使用文件描述符。

实例

如果愿意从标准输入读，并写向标准输出，则程序清单1-2中的程序可用于复制任一UNIX 普通文件。

头文件<unistd.h>（apue.h中包含了此头文件）及两个常量STDIN_FILENO和STDOUT_FILENO是POSIX标准的一部分（下一章将对此作更多的说明）。该头文件包含了很多UNIX系统服务的函数原型，例如程序清单1-2中调用的read和write。

两个常量STDIN_FILENO和STDOUT_FILENO定义在<unistd.h>头文件中，它们指定了标准输入和标准输出的文件描述符。它们的典型值分别是0和1，但是考虑到可移植性，我们将使用新名字。

3.9节将详细讨论BUFFSIZE常量，说明它的各种不同值将如何影响程序的效率。但是不管该常量的值如何，此程序总能复制任一UNIX普通文件。read函数返回读得的字节数，此值用作要写的字节数。当到达文件的尾端时，read返回0，

程序停止执行。如果发生了一个读错误，read返回-1。出错时大多数系统函数返回-1。如果编译该程序，其结果送入标准的a.out文件，并以下列方式执行它：

那么，标准输入是终端，标准输出则重新定向至文件data，标准出错也是终端。如果此输出文件并不存在，则shell会创建它。该程序将用户键入的各行复制至标准输出，键入文件结束字符（通常是Ctrl+D）时，则终止该次复制。

若以下列方式执行该程序：

那么名为infile文件的内容复制到名为outfile的文件中。□第3章将更详细地说明不用缓冲的I/O函数。

4. 标准I/O

标准I/O函数提供一种对不用缓冲I/O函数的带缓冲的接口。使用标准I/O函数可以无需担心如何选取最佳的缓冲区大小，例如程序清单1-2中的BUFFSIZE常量的大小。使用标准I/O函数的另一个优点是简化了对输入行的处理（常常发生在UNIX的应用中）。例如，fgets函数读一完整的行，而read函数读指定字节数。在5.4节中我们将了解到，标准I/O函数库提供了使我们能够控制该库所使用的缓冲风格的函数。

我们最熟悉的标准I/O函数是printf。在调用printf的程序中，总是包括<stdio.h> （在本书中，该头文件通常包括在apue.h中），该头文件包括了所有标准I/O函数的原型。

实例

程序清单1-3的功能类似于调用read和write的前一个程序，5.8节将对此程序作更详细的说明。它将标准输入复制到标准输出，于是也就能复制任一UNIX普通文件。