Linux文件的I/O编程
Linux中文件及文件描述符简介
- 在Linux中对目录和涉笔的操作都等同于文件的操作
- Linux中的文件主要有以下4种：普通文件、目录文件、连接文件和设备文件
- 在Linux下，所有对设备和文件的操作都使用文件描述符来进行的
- 一个进程的启动，一般伴随三个文件的打开：标准输入(STDIN_FILENO)、标准输出(STDOUT_FILENO)、标准错误(STDERR_FILENO)
基本I/O操作函数——>不带缓存：
- open、read、write、lseek以及close
- open、close函数
- open函数用于打开或创建文件，可以同时指定属性
- close函数用于关闭打开的文件
- 语法格式：
头文件： #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> #include<unistd.h> - open函数：
int open(const char *pathname, flags, int perms); pathname:被打开的文件名(可包含路径) flag(打开方式):(常用方式) O_RDONLY:只读方式 O_WRONLY:可写方式 O_RDWR:读写方式 O_CREATE:如果文件不存在，就创建一个新的文件，并用第三个参数为其设置权限 -------------------------------- O_EXCL:用于测试文件是否存在 O_TRUNC:如果文件已经存在，并且以只读或只写成功打开，那么会先全部删除文件中原有数据 O+APPEND:以添加的方式打开文件，打开时，文件指针指向文件的末尾 perms：被打开文件的存取权限，为8禁止表示法 flag参数可以通过"|"连接多个组合形式 返回值： 成功返回文件描述符，失败返回-1 - close函数：
int close(int fd); fd:文件描述符 返回值： 成功返回0，失败返回-1
- 如：mathod_01.c
#include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> int main(void){ int fd; //定义文件描述符 //调用open函数，以可读写的方式打开，使用“|”符号链接 if((fd=open("/home/my/myTest.c", O_CREATE | O_TRUNC | O_RDWR, 0666)) < 0){ perror("open:"); //打印出错信息 exit(1); }else{ //注意：open函数返回的文件描述符一定是最小的未用文件描述符 printf("Open file:myTest.c %d\n", fd); } if(close(fd) <０)｛ perror("close:"); exit(1); ｝else{ printf("Close myTest.c\n"); } exit(0); } - read、write及lseek函数
- 函数作用：
- read：从指定的文件描述符中读出数据
- write：用于向打开的文件写入数据，写操作从文件的当前位移量处开始，超出则返回失败
- lseek：用于在指定的文件描述符中将文件指针定位到相应的位置
- 语法格式：
- 头文件
#include<unistd.h> #include<sys/types.h> - read函数
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); fd：文件描述符 buf：指定存储器读出数据的缓冲区 count：指定读出的字节数 返回值：成功返回读到的字节数；0表示读到文件尾；-1表示出错 - write函数
ssize_t write(int fd, void *buf, size_t count); fd：文件描述符 buf：指定存储器写入数据的缓冲区 count：指定写入的字节数 返回值：成功，返回已写字节数；失败，返回-1 - lseek函数
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence); fd：文件描述符 offset：偏移量，每一读写操作所需要移动的距离，单位是字节的数量。可正(前移)可负(后移) whence(当前位置的基点)： SEEK_SET：当前位置为文件的开头，新位置为便宜量的大小 SEEK_CUR：当前位置为文件指针的位置，新位置为当前位置加上偏移量 SEEK_END：当前位置为文件的结尾，新位置为文件的大小加上偏移量的大小 返回值：成功，返回当前位移；失败返回-1
- 头文件
- 函数作用：
- 如：method_02.c
#include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #define MAXSIZE int main(void){ int i, fd, size, len; char *buf = "Hello! Welcom to Linux World!"; char buf_read[10]; len = strlen(buf); //打开文件并制定权限 if((fd = open("/home/my/myTest.c", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 666)) < 0 ){ perror("Open:"); exit(1); }else{ printf("open file:myTest.c\n", fd); } //write函数将buf中的内容写入到打开的文件中 if((size = write(fd, buf, len)) < 0){ perror("write:"); exit(1); }else{ printf("Write:%s\n", buf); } //调用lseek函数移动指针，并调用read读取文件 lseek(fd, 0, SEEK_SET); if((size = read(fd, buf_read, 10)) < 0){ perror("read:"); exit(0); }else{ printf("read from file:%s\n", buf_read); } //关闭close() if(close(fd) < 0){ perror("close:"); exit(1); }else{ printf("Close myTest.c\n"); } exit(0); }
- open、close函数
- fcntl函数：操作文件描述符的特性
- 函数格式
- 头文件
#include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> - 函数原型：
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock); fd：文件描述符 cmd：(常见的有以下几个) F_DUPFD：复制文件描述符 F_GETFL：得到open设置的标志 F_SETFL：改变open设置的标志 F_GETTFK：根据lock描述，决定是否上文件锁 F_SETFK：设置lock描述的文件锁 F_SETOWN：设置进程号或进程组号 lock：设置记录锁的具体状态 lock的结构： struct flock{ short l_type; //取值：F_RDLCK(读取锁→共享锁)、F_WRLCK(写入锁→排斥锁)、F_UNLCK(解锁) short l_start; //相对位移量(字节) short l_whence; off_t l_len; //加锁区域长度 pid_t l_pid; } 返回值：成功，返回0,；失败返回-1
- 头文件
- 函数格式
标准I/O开发——>基于缓冲
- 目的：
减少使用read与write调用的数量
- 三种类型的缓冲存储：
- 全缓冲
当填满标准I/O缓存后才进行实际的I/O操作。
- 行缓冲
当输入和输出有新的行符时，标准I/O库执行I/O操作。
- 不带缓冲
不对字符进行缓冲，如：能够尽快显示错误信息
- 全缓冲
- 打开与关闭文件
- 打开文件标准函数：fopen、fdopen、freopen，返回一个指向FILE的指针
- fopen：指定打开文件的路径和模式
- fdopen：指定打开的文件描述符合模式
- freopen：可指定打开的文件、模式、指定特定IO流
- 函数格式定义
- 头文件
#include<stdio.h> - fopen、fdopen、freopen
FILE* fopen(const char* path, const char* mode); FILE* fdopen(int fd, const char* mode); FILE* freopen(const char* path, const char* mode, FILE* stream); path:包含要打开的文件的路径及文件名 fd:要打开的文件描述符 mode:文件打开状态，取值： r/rb:打开只读文件,文件必须存在 r+/r+b:打开可读写文件,文件必须存在 w/wb:打开只写文件，覆盖的方式(会清空存在的文件内容) w+/w+b:打开可读写文件,覆盖的方式 a/ab:附加的当时打开只写文件，添加方式(在文件内容后添加内容) a+/a+b:附加的当时打开读写文件，添加方式 stream:已打开的文件指针 返回值：成功,返回指向FILE的指针,失败返回NULL
- 头文件
- 关闭文件函数：fclose
- 功能：缓冲区内的数据写入文件中，并释放文件资源
- 格式：
int fclose(FILE* stream); stream：已打开的文件指针 返回值：成功：0，失败：EOF
- 如：
#include<stdio.h> int main(void){ FILE *fp; //调用fopen函数 fp = fopen("/home/test/hello.c", "w"); if(fp != NULL){ printf("Open Success!"); } //关闭文件指针 fclose(fp); }
- 打开文件标准函数：fopen、fdopen、freopen，返回一个指向FILE的指针
- 文件的读与写
- 头文件：
#include <stdio.h> - 读文件：fread函数
- 格式：
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream); ptr:存放读入记录的缓冲区 size:读取的记录大小 nmemb:读取的记录数 stream:要读取的文件流 返回值：成功，返回实际读到的nmemb，失败返回EOF
- 格式：
- 写文件：fwrite函数
- 格式
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream); ptr:存放写入记录的缓冲区 size:写入的记录大小 nmemb：写入的记录数 stream：要写入的文件流 返回值：成功，返回实际写入的nmemb数目，失败返回EOF
- 格式
- 如：
#include <stdio.h> int main(void){ FILE *stream; char str[5] = {‘H‘, ‘e‘, ‘l‘, ‘l‘, ‘o‘}; //先打开文件 stream = fopen("test", "w"); int number = fwrite(str, sizeof(char), nmemb, stream); printf("number = %d", number); //关闭文件流 fclose(stream); }
- 头文件：
时间： 2024-08-30 15:49:22