C中的文件指针指向什么？

Question

我试图理解C中的输入和输出文件。一开始，当我们要打开一个文件进行读取时，我们声明了一个文件指针，如下所示：

FILE *fptr1 = fopen( "filename", "r")

我知道 FILE 是 stdio.h 库中的一个数据结构，它包含有关文件的信息。我也知道 fopen() 函数返回一个 FILE 结构。但是，这就是指针的目的。它只是指向一堆关于文件的信息？我一直在读这个，我听说过“文件流”这个词有点浮动。我知道它是一个与文件通信的接口（觉得很模糊，但我会接受）。这就是指针指向的简单术语 - 文件流吗？在上面的代码示例中，指针是否指向输入文件流？

谢谢！

Answer 1

该FILE结构旨在是不透明的。换句话说，如果你想让你的程序保持可移植性，你不应该研究它。

此外，FILE始终通过指针使用，因此您甚至不需要知道它的大小。

在某种程度上，您可以void *出于所有意图和目的考虑它。

现在，如果您真的对FILE类型可能包含的内容感兴趣，C 标准本身就很好地解释了它！参见 C11 7.21.1p2：

(...)FILE它是一种对象类型，能够记录控制流所需的所有信息，包括其文件位置指示符、指向其关联缓冲区的指针（如果有）、记录读/写错误的错误指示符已发生，以及记录是否已到达文件末尾的文件结束指示符；（……）

所以如你所见，至少它包含以下内容：

• 文件内的位置
• 指向缓冲区的指针
• 错误标志
• EOF 标志

它提到（和你一样）流。您可以在 7.21.2 Streams 节中找到有关它的更多详细信息：

输入和输出，无论是来自或来自终端和磁带驱动器等物理设备，还是来自或来自结构化存储设备支持的文件，都被映射为逻辑数据流，其属性比其各种输入和输出更统一。支持两种映射形式，文本流和二进制流。

（……）

二进制流是一个有序的字符序列，可以透明地记录内部数据。（……）

正如我们所读到的，流是一个有序的字符序列。请注意，它并没有说明这个序列是否有限！（稍后会详细介绍）

那么，它们与文件有什么关系呢？让我们看看第 7.21.3 节文件：

流通过打开文件与外部文件（可能是物理设备）相关联，这可能涉及创建新文件。如有必要，创建现有文件会导致其先前的内容被丢弃。如果文件可以支持定位请求（例如磁盘文件，而不是终端），则文件位置指示器与流关联的位置位于文件的起始字符号零），除非文件以追加模式打开，在这种情况下，文件位置指示符最初位于文件的开头还是结尾是实现定义的. 文件位置指示器由后续读取、写入和定位请求维护，以促进文件的有序进展。

（……）

看，当您打开“磁盘文件”（计算机中的典型文件）时，您正在关联一个“流”（在这种情况下是有限的），您可以通过fread()和相关的方式打开/读取/写入/关闭/...职能; 保存有关它的所有必需信息的数据结构是FILE.

但是，还有其他类型的文件。想象一个伪随机数生成器。您可以将其概念化为一个无限的只读文件：每次读取它都会给您一个不同的值，并且它永远不会“结束”。因此，该文件将具有与之关联的无限流。并且某些操作可能对它没有意义（例如，您可能无法搜索它，即移动文件位置指示器）。

这仅用作快速介绍，但正如您所见，该FILE结构是对文件概念的抽象。如果您想更多地了解这类事情，最好的办法就是找到一本关于操作系统的好书，例如Tanenbaum 的现代操作系统。这本书也提到了C，所以更好。