【Linux系统编程】文件IO

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#linux #服务器 #运维

于 2022-08-22 19:00:54 首次发布

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1.linux man 1 2 3的作用

1、Standard commands （标准命令）
2、System calls （系统调用）
3、Library functions （库函数）
4、Special devices （设备说明）
5、File formats （文件格式）
6、Games and toys （游戏和娱乐）
7、Miscellaneous （杂项）
8、Administrative Commands （管理员命令）
9 其他（Linux特定的）， 用来存放内核例行程序的文档。

说明：

系统调用 Linux内核提供的函数

库调用 c语言标准库函数和编译器特定库函数

例子：

man 1 cd

man 2 open

man 3 printf

一个小案例:

C 标准函数和系统函数调用关系。一个 helloworld 如何打印到屏幕。

在这里插入图片描述

2.open函数

2.1函数原型

manpage 第二卷(系统调用函数)，输入man 2 open指令

open函数如下，有两个版本的

在这里插入图片描述

open是一个系统函数, 只能在linux系统中使用, windows不支持
fopen 是标准c库函数, 一般都可以跨平台使用, 可以这样理解:

在linux中 fopen底层封装了Linux的系统API open

在window中, fopen底层封装的是 window 的 api

2.2函数参数

pathname 文件路径
flags 文件打开方式：只读，只写，读写，创建，添加等。 O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR，O_CREAT，O_APPEND，O_TRUNC，O_EXCL，O_NONBLOCK
mode参数，用来指定文件的权限，数字设定法。文件权限 = mode & ~umask。参数3使用的前提，参2指定了 O_CREAT。用来描述文件的访问权限。

2.3函数返回值

当open出错时，程序会自动设置errno，可以通过strerror(errno)来查看报错数字的含义

以打开不存在文件为例：

在这里插入图片描述

执行该代码，结果如下：

在这里插入图片描述

3.close()函数

3.1函数原型

int close(int fd)

3.2函数参数

fd 表示改文件的文件描述符，open的返回值
返回值　成功为0 失败返回-1

小案例：

 int  fd;
 fd=open("tmp.txt",O_RDONLY);
 close（fd）；

4.read()函数

4.1函数原型

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

4.2函数参数

fd: 文件描述符，open () 函数的返回值，通过这个参数定位打开的磁盘文件
buf: 是一个传出参数，指向一块有效的内存，用于存储从文件中读出的数据
count: buf 指针指向的内存的大小，指定可以存储的最大字节数

4.3函数返回值

大于 0: 从文件中读出的字节数，读文件成功
等于 0: 代表文件读完了，读文件成功
-1: 读文件失败了,并设置 errno

如果返回-1：并且 errno = EAGIN 或 EWOULDBLOCK, 说明不是read失败，而是read在以非阻塞方式读一个设备文件（网络文件），并且文件无数据。

5.write()函数

5.1函数原型

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

5.2函数参数

fd: 文件描述符，open () 函数的返回值，通过这个参数定位打开的磁盘文件
buf: 指向一块有效的内存地址，里边有要写入到磁盘文件中的数据
count: 要往磁盘文件中写入的字节数，一般情况下就是 buf 字符串的长度，strlen (buf)

5.3函数返回值

大于 0: 成功写入到磁盘文件中的字节数
-1: 写文件失败了

6.小案例：用read()和write()函数实现copy功能

// 文件的拷贝
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
   
   
    // 1. 打开存在的文件english.txt, 读这个文件
    int fd1 = open("./english.txt", O_RDONLY);
    if(fd1 == -1)
    {
   
   
        perror("open-readfile");
        return -1;
    }

    // 2. 打开不存在的文件, 将其创建出来, 将从english.txt读出的内容写入这个文件中
    int fd2 = open("copy.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0664);
    if(fd2 == -1)
    {
   
   
        perror("open-writefile");
        return -1;
    }
    
    // 3. 循环读文件, 循环写文件
    char buf[4096];
    int len = -1;
    while( (len = read(fd1, buf, sizeof(buf))) > 0 )
    {
   
   
        // 将读到的数据写入到另一个文件中
        write(fd2, buf, len); 
    }
    // 4. 关闭文件
    close(fd1);
    close(fd2);
    
    return 0;

}

7.系统调用和库函数比较—预读入缓输出

下面写两个文件拷贝函数，一个用read/write实现，一个用fputc/fgetc实现，比较他们两个之间的速度

fputc/fgetc实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{
   
   
  FILE *fp,*fp_out;
  int n = 0;
  
  fp = fopen("hello.c", "r");
  if(fp == NULL)
  {
   
   
    perror("fopen error");
    exit(1);
	}
  fp_out = fopen("hello.cp", "w");
  if(fp_out == NULL)
  {
   
   
    perror("fopen error");
    exit(1);
	}
  while((n = fgetc(fp)) != EOF)
  {
   
   
    fputc(n, fp_out)