open练习-c

逻辑书写

请写下你的逻辑，与参考逻辑对比，如有缺失，可细看本文

一、核心API清单

#include <fcntl.h>   // open()的标志位定义
#include <unistd.h>  // read/write/close/lseek

// 关键系统调用原型
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
int close(int fd);

二、函数详解

1. open() - 文件门户

// 创建新文件（若存在则清空）
int fd = open("data.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);

• flags组合示例：
  • O_RDONLY：只读（默认）
  • O_WRONLY | O_APPEND：追加写入
  • O_EXCL：与O_CREAT联用，确保原子创建

2. read()/write() - 数据传输

char buffer[1024];
ssize_t bytes_read = read(fd_in, buffer, sizeof(buffer));
ssize_t bytes_written = write(fd_out, buffer, bytes_read);

• 返回值处理原则：

  • 0：实际读写的字节数

  • 0：EOF（仅read）
  • -1：错误（需检查errno）

3. lseek() - 文件指针导航

// 定位到文件末尾
off_t pos = lseek(fd, 0, SEEK_END);

• 特殊用法：
  • lseek(fd, 0, SEEK_CUR) 获取当前位置
  • lseek(fd, -100, SEEK_END) 倒数第100字节

4. close() - 资源释放

if (close(fd) == -1) {
    perror("关闭文件失败");
}

• 未关闭的文件描述符会导致资源泄漏
• 进程退出时自动关闭，但显式关闭是良好习惯

四、深入理解要点

1. 文件描述符本质：

   • 非负整数，进程级文件表索引
   • 0:stdin, 1:stdout, 2:stderr

2. 缓冲机制差异：

   • 标准库函数（fread/fwrite）带用户缓冲
   • 系统调用直接内核交互，更底层高效

3. 错误处理模式：

   if ((fd = open(...)) == -1) {
       perror("open failed");
       exit(EXIT_FAILURE);
   }
   

五、典型应用场景

• 日志滚动记录（结合O_APPEND）
• 大文件随机访问（lseek定位）
• 设备文件操作（如操作/dev/uinput）
• 文件锁实现（配合fcntl）

建议通过strace工具观察系统调用执行过程：

$ strace -e trace=open,read,write ./file_demo

file_demo.c

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

int main() {
    int fd = open("demo.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0644);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    const char *msg = "Hello POSIX!\n";
    write(fd, msg, strlen(msg));

    lseek(fd, 0, SEEK_SET); // 重置文件指针

    char buf[256];
    ssize_t len = read(fd, buf, sizeof(buf));
    write(STDOUT_FILENO, buf, len); // 输出到终端

    close(fd);
    return 0;
}

FO 是一个文件描述符，它应该之前已经通过 open 函数打开了一个文件，并且获得了该文件的文件描述符。
0 是偏移量，表示不移动位置。
SEEK_SET 是基准点，表示从文件开头开始计算偏移量。

终端操作

# 编译执行
$ gcc -o file_demo file_demo.c
$ ./file_demo
Hello POSIX!

# 查看生成文件
$ ls -l demo.txt
-rw-r--r-- 1 user group 13 Jun  1 10:00 demo.txt

参考逻辑

1. 打开文件
2. 异常处理
3. 写入文件
4. 读取文件
5. 关闭文件