本文详细介绍了Linux环境下文件的基本操作，包括文件的打开、创建、读取、写入及关闭等核心函数的使用方法。重点讲解了open()、create()、read()、write()和close()函数的功能与应用实例。
文件的通用操作方法
本文主要讲述内容：建立文件、打开文件、读取和写入数据，主要是所用到的open()、create()、close()、read()、write()函数
1.文件描述符
文件描述符是一个整型的数据，Linux中用它来表示一个文件，所有的文件操作都是通过文件描述符来实现的，文件描述符是文件系统中连接用户空间和内核空间的枢纽，当打开或者创建一个文件的时候内核空间创建响应的结构，并生成一个整型的变量传给用户空间的对应进程。进程用这个文件描述符，对文件进行操作，用户空间的文件操作例如读或者写一个文件的时候，将文件描述符作为参数传给read或write.读写函数的调用到内核时，内核解析作为文件描述符的整型变量，找出对应的设备文件运行相应的函数，并返回到用户空间
**文件描述符在系统中表示某一文件
**文件描述符的范围0~OPEN_MAX,是有限的，使用完毕需要释放，close()函数
**文件描述符的值仅在同一个进程中有效
**3个已经分配的文件描述符，标准输入0，标准输出1，标准错误输出2。
2.打开创建文件open()、create()函数
open()用于创建打开或者创建一个新文件，create用于创建一个新文件
2.1.open()函数原型
int open(const char*pathname,int flags);
int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);
注意事项
**需要包含头文件sys/types.h sys/stat.h fcntl.h
**成功执行返回文件描述符的值，失败返回-1
**pathname 的长度在不同的系统上有所不同，通常情况下为1024字节，超出后会对字符串进行截断处理
**flags为文件的打开标志，定义文件打开后允许的操作方式可选值如下：
O_RDONLY：文件打开后可读
O_WRNLY：文件打开后only可写
O_RDWR：文件打开后可读可写
O_APPEND：对文件的写为追加写，就是写入的内容是从文件的结尾处开始续写的。
O_CREAT:文件不存在就创建，同时mode需要同时设定，用来说明新文件的权限（在创建新文件的时候需要指定文件的权限）
O_EXCL:查看文件是否存在，用户安全的打开一个文件，如果同时指定了O_CREAT,而文件已经存在，会返回错误（即存在返回-1）
O_TRUNC:将文件的长度截断为0（文件存在，打开的时候将结果清零）
O_NONBLOCK打开文件为非阻塞方式。不指定此项在默认为阻塞的。
**mode是指定权限的，mode的使用必须是和flage的O_CREAT结合的。
mode的选项和含义：.......
**在用open函数的时候，必选O_RDONLY、O_WRNLY、O_RDWR之一，即第二个参数可以是多个，如：
open(pathname,O_RDONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode)
2.2 使用函数open()打开文件的的例子
#include<sys/types.h>/*open()必须要包含的头文件*/
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>/*open()必须要包含的头文件*/
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int fd = -1; /*定义fd，用于接受返回的文件描述符*/
char filename[] = "test22.txt";/*当前路径下的文件text22.txt*/
fd = open(filename,O_RDWR);/*指定打开后可读可写*/
if(-1 == fd) /*打开失败*/
{
printf("Open file %s failure!,fd:%d\n",filename,fd);
}else{
printf("open file %s success,fd:%d\n",filename,fd);
}
return 0;
}
该路径下没有目标文件（test22.txt）的时候，会打开失败。当创建文件之后文件打开成功，返回的文件描述符为3。linux下如果之前没有打开其他的文件，第一次打开文件成功的程序返回的描述符为最低值（0,1,2系统已指定）。
2.3 open()函数还可以打开设备文件 ：如打开设备文件/dev/ada1
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int fd = -1;
char filename[] = "/dev/sda1";/*对磁盘的分区进行打开操作*/
fd = open(filename,O_RDWR);
if(-1 == fd)
{
printf("Open file %s failure!,fd:%d\n",filename,fd);
}else{
printf("open file %s success,fd:%d\n",filename,fd);
}
return 0;
}
2.4 用参数O_CREAT创建文件。与O_EXCL结合创建容错性的程序
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main(void){
int fd = -1;
char filename[] = "test_creat.txt"; /*需要打开的文件名*/
fd = open(filename,O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL,S_IRWXU); //同时的使用参数O_CREAT|O_EXCL，如果当前文件存在就会返回-1，不存在就会创建并返回文件描述符
if(-1 == fd){/*O_CREAT|O_EXCL的结合使用文件存在返回-1*/
printf("File %s exist!,reopen it",filename);
fd = open(filename,O_RDWR); //重新打开
printf("fd:%d\n",fd); //返回文件描述符
}else{ //文件不存在，创建斌打开，文件不存在机会自动建立，并返回文件描述符
printf("Open file %s success,fd:%d\n",filename,fd);
}
return 0;
}
2.5 create()函数
create()函数用来创建一个文件，open是用来打开一个文件的，但是文件不存在的情况先可以用来创建文件。
函数原型：
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int creat(const char*pathname,mode_t mode); //创建一个文件
create()等效于如下的打开方式：
open(pathname,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode);//创建一个长度为0的文件
create和open的返回值是相同的
2.5.1 create()函数的例子
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcnt1.h>
#include<stdio.h>
int main(){
int fd = -1;
char filename[] = "test5.txt";
fd = creat(filename,S_IRWXU)
if(fd == -1){
printf("文件：%s创建失败",filename);
}else{
printf("文件：%s创建成功",filename);
}
}
3 关闭文件close()函数
close()函数关闭一个打开的文件，释放之前打开的文件所占的资源
函数原型：
#include<unistd.h>
int close(int fd);
注意：
**close()函数关闭一个文件描述符，关闭以后此文件描述符不在指向任何一个文件，从而描述符可以再 次使用
**执行成功返回0，失败返回-1
**使用此函数，通常不检查返回值
**再打开文件之必须关闭文件，进程没有正常的关闭文件，在进程退出的时候系统会自动的关闭打开的文件。
**文件描述符达到最大值，会因为没有文件描述符可以分配造成打开文件失败。
3.1.close()函数的例子
测试当前系统文件描述符的最大支持量
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main()
{
int i=0; /*循环变量*/
int fd = 0;
for(;;i++)
{
fd = open("test.txt",O_RDONLY);
if(fd < 0){
printf("error,can't open file\n");
printf("the maxnumber of fd:%d\n",i+3);
exit(0);
}
}
return 0;
}
4.读取文件read()
4.1函数原型：
#include <unistd>
ssize_t read(int fd,void *buf,size_t count);
注意：
**从文件描述符fd对应的文件中读取count字节，放到buf开始的缓冲区。
**read的返回值返回值为的类型可能是不同于int long的，但是在实现的时候可能定义为int或者long
**count的值为0，read()函数的返回值为0;如果已经到达文件末尾，返回为0；正常情况read返回为正确读取的字节数;返回值为-1的时候出错
**如果count的值的大于SSIZE_MAX,结果不可预料。
**在读取成功的时候，文件对应的读取位置指针（指向缓冲区的），向后移动的位置，大小为成功读取的字节数
**fd是一个文件描述符，通常是open()函数和create()函数的返回值，
**一定要注意数据缓冲区的大小和，请求读取的字节数的大小关系
4.2 read()函数的例子
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
int main(){
int fd,i;
ssize_t size = -1; /**/
char buff[10]; /*接收数据缓冲区*/
char filename[] = "test.txt";
fd = open(filename,O_RDONLY); /*打开文件，文件不存在返回-1*/
if(fd == -1){
printf("file:%sopen failure,fd:%d\n",filename,fd);
exit(0);
}else{
printf("file:%sopen success,fd:%d\n",filename,fd);
}
while(size){
size = read(fd,buff,10);
if(size == -1){ /*读取文件失败，*/
close(fd); /*关闭文件套接字*/
printf("read file error occurs\n");
return -1;
}else{
if(size > 0){
printf("read %d bytes:",size);
printf("\"");
for(i = 0;i<size;i++){
printf("%c",*(buff+i));
}
printf(""\n");
}else{
printf("reach the end of file\n");
close(fd);
}
}
}
return 0;
}
5.写文件write()函数
write()向文件中写入数据，将用户的数据保存到文件中
5.1.write()函数原型：
#include<unistd.h>
ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t count)
**向文件描述符fd中写入数据，数据的大小由count指定，buf为要写入数据的指针（指向写入缓冲区）。
**函数返回为成功写入数据的字节数，
**操作的是普通文件时，写文件的位置从文件的当前开始，操作成功后，写入的位置会增加写入字节数的值，如果打开文件的时候指定了O_APPEND项，每次操作之前，会将写操作的位置移到文件的结尾处
**函数操作成功会返回写入的字节数，
**出错的时候返回为-1.
**返回值（实际写入的字节）与想写入的字节数会存在差异
5.1 write()函数的例子
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main(){
int fd = -1,size;
char filename[]="test.txt";
har buf[] = "quick brown fox jumps over the lazy dog";
fd = open(filename,O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL,S_IRWXU); /*打开文件, 不存在就创建*/
if(fd == -1){ /*文件存在*/
printf("file:%s exit,reopen it",filename);
open(filename,O_RDWR);
printf("fd:%d\n",fd);
}else{ //不存在主动创建，并返回成功创建的文件的描述符
printf("Open file:%s success,fd:%d",filename,fd);
}
size = write(fd,buf,strlen(buf));
if(size != -1){
printf("write %d bytes to file %s\n",size,filename);
}
close(fd);
return 0;
}
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