Stdio.h

stdio.h (от англ. standard input/output header — стандартный заголовочный файл ввода-вывода) — заголовочный файл стандартной библиотеки языка Си, содержащий определения макросов, константы и объявления функций и типов, используемых для различных операций стандартного ввода и вывода. Функциональность унаследована от «портативного пакета ввода-вывода» («portable I/O package»), написанного Майком Леском из Bell Labs в начале 1970-х.^[1] C++ ради совместимости также использует stdio.h наряду со схожим по функциональности заголовочным файлом cstdio.

Функции, объявленные в stdio.h, являются весьма популярными благодаря тому, что, являясь частью Стандартной библиотеки языка Си, они гарантируют работу на любой платформе, поддерживающей Си. Приложения на отдельных платформах могут, тем не менее, иметь причины для использования функций ввода-вывода самой платформы вместо функций stdio.h.

Стандарт определяет такое понятие, как поток — последовательный набор информации, который может быть входным или выходным, может быть предоставлен как файлом, так и устройством (например, терминалом)^[2]. Поток может быть текстовым или бинарным. Текстовый поток — последовательность символов. При этом термин «символ» в данном контексте может означать как читаемый символ, так и управляющий символ (например, символ вертикальной табуляции или символ конца файла). Символы в текстовом потоке объединяются в строки. Каждая строка заканчивается символом новой строки либо символом конца файла. Бинарный поток — последовательность байтов, которые могут прозрачно представлять любую информацию (в том числе и текст). Поток может быть в одном из трёх состояний: неориентированном (по умолчанию), «широко символьном» или битовым. Состояние определяется последней функцией, которая использовала этот поток.

Пример использования

Все функции в языке Си (и его многочисленных разновидностях) объявляются в заголовочных файлах. Таким образом, программистам приходится подключать файл stdio.h к исходному коду, чтобы использовать функции, объявленные в нём.

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
    int ch;
    while ((ch = getchar()) != EOF)
        putchar(ch);
    putchar('\n');
    return 0;
}

Программа, приведённая выше, считывает всю входящую информацию из стандартного ввода и выводит её побайтно на стандартный вывод, добавляя символ перевода строки в конец вывода.

Функции

Функции, объявленные в stdio.h, в общем случае могут быть разделены на две категории: функции для операций с файлами и функции для операций ввода-вывода.

Имя	Примечания
Функции для файловых операций
fclose	закрывает файл, ассоциированный с переданным ей значением FILE *
fopen, freopen, fdopen	открывают файл для определённых типов чтения и записи
remove	удаляет файл (стирая его)
rename	переименовывает файл
rewind	работает аналогично fseek (stream, 0L, SEEK_SET), вызванному для потока, со сбросом индикатора ошибок
tmpfile	создает и открывает временный файл, удаляемый при закрытии через fclose()
Функции для операций ввода-вывода
clearerr	очищает EOF и индикаторы ошибок для данного потока
feof	проверяет, установлен ли индикатор EOF для данного потока
ferror	проверяет, установлен ли индикатор ошибок для данного потока
fflush	принудительно записывает вывод, предназначенный для помещения в буфер, в файл, ассоциированный с данным потоком
fgetpos	сохраняет позицию указателя файла потока, ассоциированный с его первым аргументом (FILE *), в его второй аргумент (fpos_t *)
fgetc	возвращает один символ из файла
fgets	получает строку (оканчивающуюся символом перевода строки или конца файла) из потока (например файла или stdin)
fputc	записывает один символ в поток
fputs	записывает строку в поток
ftell	возвращает указатель позиции файла, который может быть передан fseek
fseek	производит смещение от текущей позиции в файле на указанное количество байт, или от его начала или конца, в указанном направлении.
fsetpos	устанавливает указатель позиции файла потока, ассоциированный с его первым аргументом (FILE *), как хранимый во втором его аргументе (fpos_t *)
fread	читает данные из файла
fwrite	записывает данные в файл
getc	считывает и возвращает символ из данного потока и изменяет указатель позиции файла; позволяет использоваться как макрос с теми же эффектами, что и fgetc, кроме того, что может вычислять поток более одного раза
getchar	имеет аналогичный эффект, что и getc(stdin)
gets	считывает символы из stdin до символа перевода строки и хранит их в своём единственном аргументе (очень опасная из-за переполнения буфера)
printf, vprintf	используются для вывода в стандартный поток вывода
fprintf, vfprintf	используются для вывода в файл
sprintf, snprintf, vsprintf	используются для вывода в массив типа char (Строка в языке Си)
perror	записывает сообщение об ошибке в stderr
putc	записывает и возвращает символ в поток и изменяет указатель позиции файла на него; можно использовать как макрос с теми же свойствами, что и fputc, кроме того, что он может обрабатывать поток более одного раза
putchar, fputchar	аналогичны putc(stdout)
scanf, vscanf	используются для ввода из стандартного потока ввода
fscanf, vfscanf	используются для ввода из файла
sscanf, vsscanf	используются для ввода из массива char (то есть Строка в языке Си)
setbuf	указывает буфер, который будет использоваться ука­занным потоком
setvbuf	устанавливает режим буферизации для данного потока
tmpnam	создает имя временного файла
ungetc	помещает символ обратно в поток
puts	выводит символьную строку в stdout

Константы

В заголовочном файле stdio.h определены следующие константы:

Имя	Примечания
EOF	отрицательное целое число типа int, используемое для обозначения конца файла
BUFSIZ	целое число, равное размеру буфера, используемое функцией setbuf()
FILENAME_MAX	размер массива char, достаточного для хранения имени любого файла, который может быть открыт
FOPEN_MAX	число файлов, которые могут быть открыты одновременно; как минимум равно 8
_IOFBF	сокращение от «input/output fully buffered» (полностью буферируемый ввод-вывод); целое число, которое может быть передано функции setvbuf() для запроса блока буфера ввода и вывода для открытого потока
_IOLBF	сокращение от «input/output line buffered» (линейно буферируемый ввод-вывод); целое число, которое может быть передано функции setvbuf() для запроса линии буфера ввода и вывода для открытого потока
_IONBF	сокращение от «input/output not buffered» (не буферируемый ввод-вывод); целое число, которое может быть передано функции setvbuf() для запроса небуферированого ввода и вывода для открытого потока
L_tmpnam	размер массива char, достаточного для хранения временного имени файла, сгенерированного функцией tmpnam()
NULL	макрос, расширяющий константу нулевого указателя; то есть константу, представляющую значение указателя, гарантированно указывающего несуществующий адрес объекта в памяти
SEEK_CUR	целое число, которое может быть передано функции fseek() для запроса позиционирования относительно текущей позиции в файле
SEEK_END	целое число, которое может быть передано функции fseek() для запроса позиционирования относительно конца файла
SEEK_SET	целое число, которое может быть передано функции fseek() для запроса позиционирования относительно начала файла
TMP_MAX	максимальное число уникальных имён файлов, генерируемых функцией tmpnam(); как минимум 25

Переменные

Следующие переменные определены в заголовочном файле stdio.h:

Имя	Примечания
stdin	указатель на FILE, указывающий на стандартный поток ввода (обычно клавиатура).
stdout	указатель на FILE, указывающий на стандартный поток вывода (обычно дисплей терминала).
stderr	указатель на FILE, указывающий на стандартный поток ошибок (обычно дисплей терминала).

Типы

Типы данных, определённые в заголовочном файле stdio.h, содержат:

• FILE — структура, содержащая информацию о файле или текстовом потоке, необходимую для выполнения её операций ввода и вывода операций, включая:
  • файловый дескриптор
  • текущую позицию в потоке
  • индикатор конца файла
  • индикатор ошибок
  • указатель на буфер потока, если возможно
• fpos_t — не массивообразный тип, способный уникально идентифицировать позицию каждого байта в файле.
• size_t — беззаконный целый тип, являющийся типом результата выполнения оператора sizeof.