输入、输出与文件

本章介绍 Auto 如何处理输入、输出和文件操作，以及它们如何映射到 C 的 stdio.h 函数。你将学习标准流、文件 I/O、二进制数据、命令行参数和错误处理。

41. 标准 I/O

C 使用 printf 和 scanf 进行格式化 I/O。格式说明符如 %d、%f 和 %s 告诉编译器如何解释每个参数：

printf("Name: %s, Age: %d\n", "Alice", 30);
scanf("%d", &x);

Auto 的 print 直接映射到 printf。转译器根据每个参数的类型自动推断正确的 格式说明符——无需手写 %d 或 %s。

转译器将 print("Name:", name) 转换为 printf("%s %s\n", "Name:", name)。 多个参数在输出中用空格分隔。对于读取输入，Auto 提供了 read_line() 函数， 映射到 stdin 上的 fgets。

42. 文件操作

C 的文件 I/O 围绕 FILE* 指针和 fopen/fclose 对展开：

FILE *f = fopen("data.txt", "w");
fprintf(f, "Hello\n");
fclose(f);

Auto 用 write_file 和 read_file 函数简化了这一过程，在一个调用中处理 打开、写入、读取和关闭：

在底层，write_file 调用 fopen、fputs 和 fclose。read_file 函数将 整个文件读入一个堆分配的字符串。对于流式处理大文件，可使用 read_lines 逐行读取。

43. 二进制文件读写

C 使用 fwrite 和 fread 进行二进制 I/O：

fwrite(&record, sizeof(struct Record), 1, file);
fread(&record, sizeof(struct Record), 1, file);

Auto 自动处理结构体的二进制序列化。转译器生成正确的 sizeof 和 fwrite/fread 调用。

二进制 I/O 适用于解析文本太慢的性能关键代码。注意，二进制文件在不同字节序的 架构之间不可移植。

44. 标准流

C 在 <stdio.h> 中定义了三个标准流：

• stdin —— 标准输入（默认为键盘）
• stdout —— 标准输出（默认为终端）
• stderr —— 标准错误（默认为终端）

Auto 将 print 映射到 stdout，提供 eprint 用于 stderr：

print("normal output")      // → fprintf(stdout, "%s\n", "normal output")
eprint("error: bad input")  // → fprintf(stderr, "%s\n", "error: bad input")

分离 stdout 和 stderr 允许你将正常输出重定向到文件，同时错误仍显示在终端：

./program > results.txt   # stdout 到文件，stderr 留在屏幕

45. 缓冲 I/O

C 通过缓冲提高 I/O 性能。fgets 从文件读取一行，fputs 将字符串写入文件：

char line[256];
fgets(line, sizeof(line), file);
fputs(line, file);

Auto 的逐行函数映射到这些缓冲操作。标准库内部处理缓冲区大小。对于大多数程序， 默认缓冲区大小（通常为 8KB）提供良好的性能。

编写性能敏感代码时，注意 fflush。C 缓冲输出并按块写入。调用 fflush(stdout) 强制立即输出。Auto 在程序正常退出时自动调用 fflush。

46. 错误检查

C 使用 errno 和 perror 处理 I/O 错误：

FILE *f = fopen("missing.txt", "r");
if (f == NULL) {
    perror("fopen failed");
    // errno contains the error code
}

Auto 包装 I/O 函数以检查错误。失败的操作返回可选类型（文件读取返回 ?str）， 迫使你显式处理错误情况：

let data ?str = read_file("missing.txt")
if data == nil {
    eprint("Failed to read file")
}

?str 类型在 C 中映射为 char*，其中 NULL 表示操作失败。这比 C 的方式 更安全，因为类型系统强制你进行检查。

47. 命令行参数

C 通过 argc 和 argv 接收命令行参数：

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc < 2) { /* no arguments */ }
    printf("Arg: %s\n", argv[1]);
}

Auto 使用类型化数组参数 args [str]：

转译器将 args [str] 转换为 int argc, char *argv[]。len 函数映射为 argc，args[i] 映射为 argv[i]。注意 argv[0] 是程序名，因此用户 参数从 argv[1] 开始。

48. 读取配置文件

常见模式是从配置文件读取键值对。在 C 中，你需要使用 fopen、fgets、 strtok 和 strcmp。Auto 用高级函数简化了这一过程。

模式是：打开文件，逐行读取，按 = 分割，去除空白，存入数据结构。Auto 的 字符串方法使这个过程变得直接：

// Simplified config reading pattern
let content str = read_file("config.txt")
let lines [str] = split(content, "\n")
for line in lines {
    let parts [str] = split(line, "=")
    // store key-value pair
}

这映射为 C 代码，使用 fgets 循环、strtok 分割和字符串比较进行键匹配。

49. 序列化结构体

将结构体写入文本文件需要将每个字段转换为字符串。在 C 中，你用 fprintf 格式化每个字段：

fprintf(f, "%d,%s,%f\n", rec.id, rec.name, rec.score);

Auto 的 print 自动处理格式化。对于文件序列化，你可以将 print 与文件 写入结合：

type Student {
    id int
    name str
    score float
}

fn Student.serialize(s Student) str {
    str(s.id) + "," + s.name + "," + str(s.score)
}

str() 函数将整数和浮点数转换为字符串表示，在 C 中映射为 sprintf。

50. 练习：日志读写器

构建一个日志系统，创建结构化日志条目，写入文件，然后读回。

这个练习结合了结构体定义、构造函数、字符串拼接和格式化输出。扩展它：将条目 写入文件，然后用解析函数读回。

快速参考

概念	Auto	C
打印	print("val:", x)	printf("%s %d\n", "val:", x)
错误输出	eprint("err")	fprintf(stderr, "%s\n", "err")
写文件	write_file("f.txt", data)	fopen + fputs + fclose
读文件	read_file("f.txt")	fopen + fgets 循环 + fclose
二进制写	write_binary(&r)	fwrite(&r, sizeof(r), 1, f)
二进制读	read_binary(&r)	fread(&r, sizeof(r), 1, f)
命令行参数	fn main(args [str])	int main(int argc, char *argv[])
参数数量	len(args)	argc
参数访问	args[1]	argv[1]
错误检查	?str 返回	NULL 检查 + errno
字符串转换	str(x)	sprintf(buf, "%d", x)
字符串分割	split(s, ",")	strtok(s, ",")