linux中文件I/O操作（系统I/O）

我们都知道linux下所有设备都是以文件存在的，所以当我们需要用到这些设备的时候，首先就需要打开它们，下面我们来详细了解一下文件I/O操作。

用到的文件I/O有以下几个操作：打开文件、读文件、写文件、关闭文件等，对应用到的函数有：open、read、write、close、lseek（文件指针偏移）

文件描述符：对于内核而言，所有打开的文件都通过文件按描述符引用。文件描述符是一个非负整数。
                      当打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。
                      当读、写一个文件时，使用open/creat返回的文件描述符标识该文件，将其作为参数传送给read或write。

linux系统下文件描述符0是标准输入，1是标准输出，2是标准出错，所以一般打开文件的时候文件描述符都是从3开始。

这里read和write是不能格式化读取和写入，如果想了解文件怎么格式化读取和写入的话，可以看看我以前写的一篇随笔。

一、打开文件
 （1）头文件
       #include <sys/types.h>
       #include <sys/stat.h>
       #include <fcntl.h>

 （2）函数原型    int open(const char *pathname, int flags);

      参数：
      a、pathname：打开或者创建的文件名字,如"text"

      b、 flags：
         O_RDONLY:只读打开
         O_WRONLY：只写打开
         O_RDWR：读、写打开
         O_CREAT：若此文件不存在则创建它，使用O_CREAT时后面要跟文件的访问权限位，如O_CREAT,0777
         O_APPEND:每次写时都追加到文件的尾端
         O_EXCL ：如果同时指定了O_CREAT，而文件已经存在，则出错，用此可以测试一个文件是否
                  存在，如果不存在，则创建此文件，这使测试和创建两者成为一个原子操作
         O_DSYNC：使每次write等待物理I/O操作完成，但是如果该写操作并不影响读取刚写入的
                  数据，则不需等待文件属性被更新
         O_NONBLOCK ：如果path引用的是一个FIFO、一个块特殊文件或一个字符特殊文件，则
                      此选项为文件的本次打开操作和后续的I/O操作设置非阻塞方式
         O_NOCTTY：如果path引用的是  终端设备，则将该设备分配为此进程的控制终端
         O_SYNC:使每次write要等待物理I/O操作完成，包括有该write引起的文件属性更新所需的I/O
         O_TRUNC：如果文件存在，并且是常规文件而且以读写或者只写打开，则将其长度截断为0，
                  如果文件是FIFO或终端设备文件，O_TRUNC标志被忽略，否则O_TRUNC不明确
         O_DIRECTORY：如果pathname引用的不是目录，则出错

（3）返回值：
     成功：文件描述符
     失败：-1     

二、读取文件
（1）头文件  #include <unistd.h>

（2）函数原型   ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
     参数：
     a、fd：调用open后返回的文件描述符
     b、buf：用来存放从文件中读到的数据的缓冲区
     c、count：读取的字节数

（3）返回值：
     成功：读到的字节数，如果读到文件尾端，则返回0
     失败：-1

三、写数据
（1）头文件 #include <unistd.h>

（2）函数原型   ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
     参数:
     a、fd：调用open后返回的文件描述符
     b、buf：从来存放数据的缓冲区
     c、count：写入数据的字节数

（3）返回值：
     成功：返回已写的字节数
     失败：-1

四、关闭文件
（1）头文件  #include <unistd.h>

（2）函数原型  int close(int fd);
     参数：
     a、fd：调用open后返回的文件描述符

五、文件偏移
 （1）头文件  #include <sys/types.h>
              #include <unistd.h>

 （2）函数原型   off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
      参数：
      a、fd：调用open后返回的文件描述符
      b、offset  和参数whence有关，通常设置为0 （according  to  thedirective whence as follows）
      c、whence：
         SEEK_SET: 将文件的偏移量设置为距文件开始处offset个字节
         SEEK_CUR：将文件的偏移量设置为其当前值加offset个字节，offset可为正或负
         SEEK_END: 将文件的偏移量设置为文件长度加offset，offset可为正或负

（3）返回值：
     成功：返回新的文件偏移量
     失败：-1

下面是代码：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define PATHNAME "text.txt"
#define LENGTH 4096

void error(char *name) //错误提示
{
    perror(name);
    exit(1);
}

int main(int argc,char *argv[])
{

    int fd ; //存放文件描述符
    int size1; //读操作时的返回值
    int size; //写操作时的返回值
    int offset; //文件偏移量

    //打开文件
    /*O_REWR表示已读写权限打开文件，O_CREAT表示如果文件不存在则创建
    *创建的新文件的权限为0777，即是可读可写可执行，O_APPEND表示
    *写入数据时从文件尾端写入*/
    if((fd = open(PATHNAME,O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND,0777)) == -1)
    {
        error("open");
    }        

    char buf[LENGTH];
    bzero(buf,sizeof(buf));

    //从文件中读取数据
    if((size1 = read(fd,buf,sizeof(buf))) == -1)
    {
        error("read");
    }

    printf("%s\n",buf);

   char buf1[LENGTH] = "小世界";
   //写入数据到文件中
   if((size = write(fd,buf1,sizeof(buf))) == -1)
   {
       error("write");
   }

    char buf3[LENGTH] = "hello world";
    if((size = write(fd,buf3,sizeof(buf3))) == -1)
    {
        error("write");
    }

    //因为写入数据到文件中的时候已经把文件指针偏移到文件尾端了，所以要重新把文件指针偏移到文件头，方便下面的读操作
    if((offset = lseek(fd,0,SEEK_SET)) == -1)
    {
        error("lseek");
    }

    bzero(buf,sizeof(buf));
    if((size1 = read(fd,buf,sizeof(buf))) == -1)
    {
        error("read");
    }
    printf("%s\n",buf);

    //关闭文件
    close(fd);
    return 0;
}

这是我在ubuntu上运行的结果，但是有个奇怪的地方就是我在Windows下打开文件的时候没有看到后面写进去的内容，而且出现乱码，在ubuntu下用cat命令却能看到文件中的全部内容，并且没有乱码

• 用cat命令打开文件
• 
• 终端输出
• 
• windowns下打开
•