文件与IO

1. 一、错误处理perror,strerror和error

1.perror,strerror和error的定义

• errno：这是一个整数型的宏，其值依赖于上一个函数调用是否发生错误。在发生错误时，errno被设置为一个特定的错误代码。
• strerror：这个函数将errno值转换为一个错误描述字符串。
• perror：这个函数首先输出errno对应的错误描述字符串，然后输出指定的字符串，最后是一个换行符。

2.简单示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main() {
    FILE *fp;

    // 使errno值为0
    errno = 0;

    // 以读模式打开一个不存在的文件
    fp = fopen("test.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        printf("errno = %d\n", errno);
        // 输出错误描述字符串
        perror("Error");

        // 输出errno对应的错误描述字符串
        fprintf(stderr, "Error opening file: %s\n", strerror(errno));
    }

    return 0;
}
~          

运行结果：

二、open()，close()

1.open()函数的原型

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags）;
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

• pathname：要打开的文件的路径名，可以是相对路径或绝对路径。
• flags：打开文件的标志，用于指定文件的打开方式和操作选项。常见的标志包括:

• mode：一个权限参数，用于指定新创建文件的访问权限，只有在使用O_CREAT标志创建文件时才有效。

• 返回值：成功时返回一个非负整数的文件描述符，用于后续对文件的读写操作；失败时返回-1，并可以使用error全局变量获取具体的错误码。

2.close()函数原型

int close(int fd);

fd是函数返回的文件描述符。如果成功关闭文件，函数返回0；如果失败，返回-1。

3.简单示例

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

int main(void)
{
    umask(0);
    int fd;
    fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0666);
    if(fd == -1)
        perror("open error");

    printf("open succ\n");

    close(fd);
    return 0;
}

运行结果：

三、read()，write()

1.read()函数的原型

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

• fd：文件描述符，代表需要读取的文件或设备。
• buf：指向用户分配的缓冲区的指针，read()函数将把读取到的数据写入该缓冲区。
• count：需要读取的字节数，表示最多读取count字节数据。
• read()函数的返回值，成功返回取的字节数，如果读取到文件末尾，返回0；返回-1，并设置errno来指示具体错误原因。

2.write()函数的原型

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

• fd：文件描述符。
• buf：指向要写入数据的缓冲区的指针。
• count：要写入的字节数。
• 函数返回写入的字节数，如果出错则返回-1。

3.简单示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

#define EXIT_ERR(m)\
do{\
    perror(m);\
    exit(EXIT_FAILURE);\
}while(0)

int main(int argc, char **argv)
{
    int infd;
    int outfd;
    char buf[1024];
    int n;
    if(argc != 3){
        fprintf(stderr,"usage:%s src des\n",argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if((infd = open(argv[1], O_RDONLY)) == -1)
        EXIT_ERR("open error");
    if((outfd = open(argv[2], O_WRONLY| O_CREAT| O_TRUNC, 0644)) == -1)
        EXIT_ERR("OPEN ERROR");

    while((n = read(infd, buf, 32)) > 0){
        write(outfd, buf, n);
    }
    close(infd);
    close(outfd);
    return 0;
}

运行结果：

把file_read.c复制到file_read.c.cp

四、lseek()

1.lseek()的函数原型

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

• fd‌：文件描述符，表示要操作的文件。
• ‌offset‌：偏移量，表示从whence指定的位置开始移动的字节数。
• ‌whence‌：指定offset的起始位置，可以是以下三个值之一：

• 返回值是新的文件偏移量，即从文件开头到当前位置的字节数。如果函数失败，返回(off_t)-1，并设置errno以指示错误。

2.简单示例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

#define ERR_EXIT(m) \
    do \
    { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)

int main(void)
{
    int fd;
    int ret;
    fd = open("hole.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
    if(fd == -1)
        ERR_EXIT("open error");
    write(fd,"hello",5);
    ret = lseek(fd,32,SEEK_CUR);
    if(ret == -1)
        ERR_EXIT("lseek error");
    write(fd,"world",5);
    close(fd);
    return 0;
}

运行结果：

vim hole.txt

五、stat()

1.stat()的函数原型

#include <sys/stat.h>
int stat(const char *path, struct stat *buf);


struct stat {
    dev_t     st_dev;     /* ID of device containing file ：该文件所属设备的设备号，设备号包括主设备和和次设备号，dev_t是16位整数，高8位表示主设备号，低8位表示次设备号*/
    ino_t     st_ino;     /* inode number */
    mode_t    st_mode;    /* protection ：包含文件访问权限信息及文件类型*/
    nlink_t   st_nlink;   /* number of hard links */
    uid_t     st_uid;     /* user ID of owner */
    gid_t     st_gid;     /* group ID of owner */
    dev_t     st_rdev;    /* device ID (if special file)：如果该文件是特殊文件即设备文件，则表示设备号 */
    off_t     st_size;    /* total size, in bytes */
    blksize_t st_blksize; /* blocksize for file system I/O */
    blkcnt_t  st_blocks;  /* number of 512B blocks allocated ：分配的块数量*/
    time_t    st_atime;   /* time of last access */
    time_t    st_mtime;   /* time of last modification */
    time_t    st_ctime;   /* time of last status change：如修改文件的权限 */
};