与底层I/O相比，标准I/O包除了可移植以外还有两个好处。

第一，标准I/O有许多专门的函数简化了处理不同I/O的问题。例如，printf()把不同形式的数据转换成与终端相适应的字符串输出。
第二，输入和输出都是缓冲的。也就是说，一次转移一大块信息而不是一字节信息（通常至少512字节）。例如，当程序读取文件时，一块数据被拷贝到缓冲区（一块中介存储区域）。这种缓冲极大地提高了数据传输速率。程序可以检查缓冲区中的字节。缓冲在后台处理，所以让人有逐字符访问的错觉（如果使用底层I/O，要自己完成大部分工作）。程序count.c演示了如何用标准I/O读取文件和统计文件中的字符数。

/* count.c -- using standard I/O */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // exit() prototype

int main(int argc, char *argv[])
{
    int ch;         // place to store each character as read
    FILE *fp;       // "file pointer"
    unsigned long count = 0;
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: %s filenamen", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if ((fp = fopen(argv[1], "r")) == NULL)
    {
        printf("Can't open %sn", argv[1]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    while ((ch = getc(fp)) != EOF)
    {
        putc(ch,stdout);  // same as putchar(ch);
        count++;
    }
    fclose(fp);
    printf("File %s has %lu charactersn", argv[1], count);

    return 0;
}

1 检查命令行参数

首先，程序count.c中的程序检查argc的值，查看是否有命令行参数。如果没有，程序将打印一条消息并退出程序。字符串argv[0]是该程序的名称。显式使用argv[0]而不是程序名，错误消息的描述会随可执行文件名的改变而自动改变。这一特性在像UNIX这种允许单个文件具有多个文件名的环境中也很方便。但是，一些操作系统可能不识别argv[0]，所以这种用法并非完全可移植。

exit()函数关闭所有打开的文件并结束程序。exit()的参数被传递给一些操作系统，包括UNIX、Linux、Windows和MS-DOS，以供其他程序使用。通常的惯例是：正常结束的程序传递0，异常结束的程序传递非零值。不同的退出值可用于区分程序失败的不同原因，这也是UNIX和DOS编程的通常做法。但是，并不是所有的操作系统都能识别相同范围内的返回值。因此，C标准规定了一个最小的限制范围。尤其是，标准要求0或宏EXIT_SUCCESS用于表明成功结束程序，宏EXIT_FAILURE用于表明结束程序失败。这些宏和exit()原型都位于stdlib.h头文件中。

根据ANSI C的规定，在最初调用的main()中使用return与调用exit()的效果相同。因此，在main()，下面的语句：

return 0;

和下面这条语句的作用相同：

exit(0);

但是要注意，我们说的是“最初的调用”。如果main()在一个递归程序中，exit()仍然会终止程序，但是return只会把控制权交给上一级递归，直至最初的一级。然后return结束程序。return和exit()的另一个区别是，即使在其他函数中（除main()以外）调用exit()也能结束整个程序。

2 fopen()函数

继续分析程序清单13.1，该程序使用fopen()函数打开文件。该函数声明在stdio.h中。它的第1个参数是待打开文件的名称，更确切地说是一个包含该文件名的字符串地址。第2个参数是一个字符串，指定待打开文件的模式。表13.1列出了C库提供的一些模式。

像UNIX和Linux这样只有一种文件类型的系统，带b字母的模式和不带b字母的模式相同。

新的C11新增了带x字母的写模式，与以前的写模式相比具有更多特性。

第一，如果以传统的一种写模式打开一个现有文件，fopen()会把该文件的长度截为0，这样就丢失了该文件的内容。但是使用带x字母的写模式，即使fopen()操作失败，原文件的内容也不会被删除。
第二，如果环境允许，x模式的独占特性使得其他程序或线程无法访问正在被打开的文件。

程序成功打开文件后，fopen()将返回文件指针（file pointer），其他I/O函数可以使用这个指针指定该文件。文件指针（该例中是fp）的类型是指向FILE的指针，FILE是一个定义在stdio.h中的派生类型。文件指针fp并不指向实际的文件，它指向一个包含文件信息的数据对象，其中包含操作文件的I/O函数所用的缓冲区信息。因为标准库中的I/O函数使用缓冲区，所以它们不仅要知道缓冲区的位置，还要知道缓冲区被填充的程度以及操作哪一个文件。标准I/O函数根据这些信息在必要时决定再次填充或清空缓冲区。fp指向的数据对象包含了这些信息。

3 getc()和putc()函数

getc()和putc()函数与getchar()和putchar()函数类似。所不同的是，要告诉getc()和putc()函数使用哪一个文件。下面这条语句的意思是“从标准输入中获取一个字符”：

ch = getchar();

然而，下面这条语句的意思是“从fp指定的文件中获取一个字符”:

ch = getc(fp);

与此类似，下面语句的意思是“把字符ch放入FILE指针fpout指定的文件中”：

putc(ch, fpout);

在putc()函数的参数列表中，第1个参数是待写入的字符，第2个参数是文件指针。

程序count.c把stdout作为putc()的第2个参数。stdout作为与标准输出相关联的文件指针，定义在stdio.h中，所以putc(ch, stdout)与putchar(ch)的作用相同。实际上，putchar()函数一般通过putc()来定义。与此类似，getchar()也通过使用标准输入的getc()来定义。

为何该示例不用putchar()而要用putc()？原因之一是为了介绍putc()函数；原因之二是，把stdout替换成别的参数，很容易将这段程序改写成文件输出。

4 文件结尾

从文件中读取数据的程序在读到文件结尾时要停止。如何告诉程序已经读到文件结尾？如果getc()函数在读取一个字符时发现是文件结尾，它将返回一个特殊值EOF。所以C程序只有在读到超过文件末尾时才会发现文件的结尾（一些其他语言用一个特殊的函数在读取之前测试文件结尾，C语言不同）。

为了避免读到空文件，应该使用入口条件循环（不是do-while循环）进行文件输入。鉴于getc()（和其他C输入函数）的设计，程序应该在进入循环体之前先尝试读取。如下面设计所示：

// good design #1
int ch;             // int to hold EOF
FILE * fp;
fp = fopen("wacky.txt", "r");
ch = getc(fp);      // get initial input
while (ch != EOF)
{
    putchar(ch);    // process input
    ch = getc(fp);  // get next input
}

可以简化为：

// good design #2
int ch;
FILE * fp;
fp = fopen("wacky.txt", "r");
while (( ch = getc(fp)) != EOF)
{
    putchar(ch);  // process input
}

由于ch = getc(fp)是while测试条件的一部分，所以程序在进入循环体之前就读取了文件。不要设计成下面这样：

// bad design (two problems)
int ch;
FILE * fp;
fp = fopen("wacky.txt", "r");
while (ch != EOF)    // ch undetermined value first use
{
    ch = getc(fp);   // get input
    putchar(ch);     // process input
}

第1个问题是，ch首次与EOF比较时，其值尚未确定。第2个问题是，如果getc()返回EOF，该循环会把EOF作为一个有效字符处理。这些问题都可以解决。例如，把ch初始化为一个哑值（dummy value），再把一个if语句加入到循环中。但是，何必多此一举，直接使用上面的设计范例即可。

其他输入函数也会用到这种处理方案，它们在读到文件结尾时也会返回一个错误信号（EOF或NULL指针）。

5 fclose()函数

fclose(fp)函数关闭fp指定的文件，必要时刷新缓冲区。对于较正式的程序，应该检查是否成功关闭文件。如果成功关闭，fclose()函数返回0，否则返回EOF：

if (fclose(fp) != 0)
    printf("Error in closing file %sn", argv[1]);

如果磁盘已满、移动硬盘被移除或出现I/O错误，都会导致调用fclose()函数失败。

6 指向标准文件的指针

stdio.h头文件把3个文件指针与3个标准文件相关联，C程序会自动打开这3个标准文件。如表13.2所示：

这些文件指针都是指向FILE的指针，所以它们可用作标准I/O函数的参数，如fclose(fp)中的fp。接下来，我们用一个程序示例创建一个新文件，并写入内容。