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前言
学习IO的课堂笔记
一、文件概念
文件：一组相关文件的有序集合（视频，音频）
文件名：这个数据集合的名字
二、文件类型
-：普通文件
a、ASCII码文件（文本文件） b、二进制文件（图片、视频）
d:目录文件
i：链接文件
b：块设备文件
c：字符设备文件
p：管道文件
s：套接字文件
三、标准IO
特点：
1.可以在Windows和Linux中使用（跨平台）
2.标准I/O库由ANSI C标准说明
3.有缓冲机制(仅标准IO有)
4.通过文件流指针(FILE *)来操作
3.1 系统调用
系统：操作系统 调用：调用函数
系统调用：操作系统提供给应用程序的接口（函数）
3.2 缓冲区
作用：IO通过缓冲区减少系统调用的次数
全缓存：当缓冲区满，或者强制刷新缓冲区时，
行缓存：当缓冲区满，程序运行结束，强制刷新，或者遇到换行符等情况下，会刷新缓冲区
不缓存：当程序运行起来后，有三个文件已经默认打开，标准输入，标准输出，标准出错；它们对应的流指针分别为：stdin、stdout、stderr
3.3 FILE指针和流
FILE指针
每个被使用的文件都在内存中开辟一个区域，用来存放文件的有关信息，这些信息是保存在一个结构体类型的变量中，该结构体类型是由系统定义的，取名为FILE；
标准I/O库的操作都是围绕流(strea)，在标准IO中所有操作都是由FILE*来进行的
流(stream)
字节的进进出出；
注意：只有标准IO有流的概念。
1. 文本流：‘2’，‘0’，‘0’，‘1’——>50,48,48,49
2. 二进制流：2001——>00000111 11010001
3.4 标准IO相关函数
文件操作步骤
打开文件(open)
FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);
函数功能：打开文件
参数1：要打开的文件路径；
参数2：打开方式
r(rb)：以只读方式打开文件，文件不存在则出错
r+(r+b)：以可读可写的方式打开文件，文件不存在则出错
w(wb)：以只写的方式打开文件，文件存在则清空文件内容后写入，文件不存在则新建写入
w+(wb+或w+b)：以可读可写的方式打开文件，文件存在则清空文件内容后写入，文件不存在则新建写入
a(ab)：以追加的方式打开只写文件，文件存在则追加到文件末尾，文件不存在则新建
a+(a+b或ab+)：以可读可写的方式打开文件，文件存在则追加到文件末尾，文件不存在则新建
返回值：成功返回文件流指针(FILE *类型)；失败返回
操作文件（读/写）
按字符读：
getchar()从键盘输入
fgetc()：int fgetc(FILE *stream)，既可以从键盘输入，也可以从文件中读取
函数功能：从指定的流中读取一个字符
参数：fopen的返回值，已经打开的文件流指针
返回值：成功返回读到的ASCII码值，读到文件末尾或失败返回-1
按字符写：
putchar()
fputc()：int fgetc(int c，FILE *stream)
函数功能：从指定的流中输出一个字符
参数：fopen的返回值，已经打开的文件流指针
参数1：要输出的字符
参数2：文件流指针
返回值：成功返回写入的ASCII码值，失败返回-1
int feof(FILE *stream)
函数功能：判断文件是否达到文件末尾
参数：要操作的流指针
返回值：如果非0表示到达文件末尾，为0则表示没有到达文件末尾
注意：feof既可以文本文件是否到达文件末尾，又可以判断二进制文件是否到达文件末尾
按行读写：
gets()、fgets()
char *fgetc(char *s,int size,FILE *stream)
函数功能：从指定流中读取字符串
参数1：保存读取到的内容的首地址
参数2：空间的大小
参数3：要操作的文件流指针
返回值：成功返回读取到的内容的首地址，失败返回NULL
注意：fgets最多读取size-1个字符，并且会将换行符也读取进去
int *fputs(conse char *s,FILE *stream)
函数功能：从指定流中输出字符串
参数1：要输出的内容的首地址
参数2：要操作的文件流指针
返回值
总结区别：
fgets和gets
1.fgets比gets更安全
2.fgets会读取换行符，gets不会
按块读写
读：
size_t fread(void *ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE *stream)
功能：按块读取内容
参数1：读取内容的空间首地址
参数2：块的大小
参数3：块的个数
参数4：要操作的文件流指针
返回值：成功返回读到的块数，失败返回-1
案例：读取100字节，块大小20，读取5次
注意：不足1块时，按0处理；
一般情况下size设置成1，返回值就是读到的字节数
写：
size_t fwrite(conse void *ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE *stream)
函数功能：向指定流中写入数据
参数1：要写入空间的首地址
参数2：块的大小
参数3：块的个数
参数4：要操作的文件流指针
返回值：成功返回写入的块数，失败返回-1
关闭文件(fclose)
int fclose(FILE *stream);
参数：文件流指针，fopen的返回值
返回值：成功返回0，失败返回-1(EOF)
注意：EOF只能判断是否到达文本文件末尾，不能判断是否到达二进制文件末尾
frell
long ftell（FILE * steam）
函数参数：获取文件当前违章
参数：要操作的文件流指针
返回值：返回文件当前指示
fseek
参数1：要操作的流指针
参数2：偏移量
参数3：偏移的位置
SEEK_SET：文件开头
SEEK_CUR：文件当前位置
SEEK_END：文件末尾
案例：fseek（fp，0，SEEK_SET）//文件开头
四、文件IO
4.1 文件IO
特点：
1.是POSIX(可移植操作系统)定义的一组函数
2.不带缓冲，每次执行都是系统调用
3.文件描述符（非负的整数）
4.大多用于设备文件的操作
4.2 相关函数
1、打开文件
头文件：#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int open(conse char *pathname,int flags)
int open(conse char *pathname,int flags,mode_t mode)
参数1：文件路径
参数2：打开方式，以下三个必选其一：
O_RDONLY O_WRONLY O_RDWR
其余的，和上面进行或运算
O_CREAT：如果文件不存在，则新建（必须使用第三个参数）
O_EXCL：如果新建文件时文件存在则报错
O_NOCTTY：如果文件为终端，那么终端不可以作为调用open()系统调用的那个进程的控制终端
O_TRUNC：如果文件已经存在，那么打开文件时先删除文件中原有数据
O_APPEND：以追加的方式打开文件，如果文件存在，则追加在文件的末尾
参数3：文件的权限一般用8进制数据表示
返回值：成功返回已经打开的文件描述符，失败返回-1
2、关闭文件
头文件： #include<unistd.h>
int close(int fd);
参数：已经打开的文件描述符
返回值：成功返回0，失败返回-1
文件掩码：
777
111 111 111
文件掩码 000 000 010 取反：&111 111 101
两者进行与运算：111 111 101 （775）
案例：测试操作系统。最多同时打开多少文件
默认打开的三个文件：stdin，stdout ，stderr
3、操作文件
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
参数 1：文件描述符
参数2：读到内容空间的首地址
参数3：要读的字节数
返回值：成功返回读到的字节数，为0表示到达文件末尾，失败返回-1
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
参数1：文件描述符
参数2：要写入的内容的空间的首地址
参数3：要写的字节数
返回值：成功返回写入的字节数，失败返回-1
lseek
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
参数1：文件描述符
参数2：偏移量
参数3：偏移位置
创建空洞文件
1、以读写的方式打开文件
2、从文件开头向后偏移1G
3、在文件末尾添加"\0"
4、关闭文件
五、操作目录
1、打开目录
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *name);
参数：打开的路径
返回值：成功返回DIR *，失败返回NULL
2、读目录
#include <dirent.h>
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
返回值：成功返回struct dirent*结构体指针,，读到文件末尾或者失败返回NULL
3、关闭目录
#include <dirent.h>
int closedir(DIR *dirp);
参数：opendir的返回值
返回值：成功返回0，失败返回-1
案例：实现 ls
六、静态库和动态库
库：库是一个二进制文件，包含的代码可以被程序调用
静态库特点：
1、编译时将静态库中相关代码复制到可执行文件中
2、程序运行时无须加载库，运行速度块
3、占用更多的磁盘和内存空间，静态库升级后程序需要重新编译（库升级不方便）
创建静态库：
1、编写源代码
2、将源代码生成对应的.o文件
3、静态库的命名规范：lib.库名.a
ar:库文件维护程序的名称
c：创建一个库，不管库是否存在，都将创建
r：在库中创建模板
s：创建目标文件索引，在创建较大库的时候能加快时间
4、链接一个静态库
注意：-L . 指的是是当前文件，
5、运行
动态库特点：
1、编译时仅记录使用了哪个共享库(动态库)中的哪个函数，不复制共享库的相关代码，运行时加载共享库
2、程序不包含共享库中的代码，代码尺寸小
3、库升级方便，无须重新编译程序
4、使用最广泛的是共享库(动态库)
创建动态库：
1、编写源代码
2、将源代码生成对应的.o文件
-fPIC 生成与位置无关代码，可以在任意位置运行
3、共享库的命名规范：libxxx.so.版本号(一般数字表示)
4、-shared：生成动态链接库
5、给共享库创建软链接
创建软链接是为了能让编译器在编译的时候能找到共享库
6、编译
7、运行
如上图所示，找不到共享库
8、将共享库复制到系统库路径下
/usr/lib
9、运行
可执行文件
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