I/O操作


一、基本I/O操作（基于文件描述符的不带缓存的低级I/O操作）

Linux的输入/输出操作，通常为5个方面：
    打开（open），读取（read），写入（write），定位（lseek），关闭（close）
    文件描述符（file descriptor）：
        一个非负的整数，它是一个索引值，并指向内核中每个进程打开文件的记录表。
1、open函数
    函数原型：

        int open(char * pathname, int flags)
        int open(char * pathname, int flags, mode_t mode)

    
    pathname: 表示被打开的文件名称，可以包含路径
    flags: 为一个或多个标志，表示文件的打开方式
    mode: 被打开文件采取的权限模式
    函数返回值：成功则返回文件描述符，出错返回-1
    
    flags：（falgs参数可通过“|”组合构成，只读、只写、读写 这三种方式是互斥的，不可同时使用）
        O_RDONLY（只读方式打开），
        O_WRONLY（只写方式打开），
        O_RDWR（读/写方式打开），
        O_CREAT（如果文件不存在，就创建新的文件），
        O_EXCL（如果使用O_CREAT时，文件存在，则可返回错误信息），
        O_TRUNC（如果文件已存在，且以只读或只写方式打开，则先删除文件中的原有数据），
        O_APPEND（以添加方式打开文件，在打开文件的同时，文件指针指向文件末尾）
        
    为了防止对文件的意外操作，往往要以合适的方式打开文件（只读，只写），每个文件只负责一个特定的用
    途，有利于提高这些文件的重复利用。    
    
    mode:
        S_IRWXU | 00700 （属主用户读写和执行权限）
        S_IRUSR | 00400 （属主用户读权限）
        S_IWUSR | 00200 （属主用户写权限）
        S_IXUSR | 00100 （属主用户执行权限）
        S_IRWXG | 00070 （属组用户读写和执行权限）
        S_IRGRP | 00040 （属组用户读权限）
        S_IWGRP | 00020 （属组用户写权限）
        S_IXGRP | 00010 （属组用户执行权限）
        S_IRWXO | 00007 （其他用户读写和执行权限）
        S_IROTH | 00004 （其他用户读权限）
        S_IWOTH | 00002 （其他用户写权限）
        S_IXOTH | 00001 （其他用户执行权限）
        
2、read和write函数
    read和write函数原型：

        ssize_t read(int fd, void * buf, size_t count)
        ssize_t write(int fd, const void * buf, size_t count)

        
    fd: 文件描述符
    buf: 指定存储器读出/写入数据的缓冲区
    count：指定读出或写入的字节数
    函数返回值：
        发生错误，返回-1，同时设置errno变量为错误代码。
        操作成功，则返回值是实际读取或写入的字节数，这个字节数可能小于要求的字节数count，对于读
        操作——所剩字节数少于count时，出现这种情况；写操作——磁盘已满或其它问题时出现这种情况。
    
    在使用这两个函数时应该尽量采取块读/写的方式，提高I/O的效率

3、close函数（close会让缓冲区中的数据写回磁盘，并释放文件所占用的资源）
    close函数原型：

        int close(int fd)

    
    fd：文件描述符
    函数返回值：文件顺利关闭，返回0；发生错误返回-1，并置errno。
        
    示例：
        

        #include <unistd.h>
        #include <sys/stat.h>
        #include <sys/types.h>
        #include <fcntl.h>
        #include <stdio.h>
        int main(void){
            int fd,size;//fd：文件描述符，用于判断打开|新建文件是否成功，size：读取到的字节数
            char s[] = "hello";//需要写入的字符串
            char buffer[80];//存储读出数据的缓冲区
            
            fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT);//以只写方式打开文件，若不存在则创建文件
            if (fd == -1){
                printf("Open or create file failed.\n");
                return -1;
            }
            write(fd, s, sizeof(s));//像该文件写入字符串
            close(fd);
            
            fd = open("test.txt", O_RDONLY);//以只读方式打开文件
            if (fd == -1){
                printf("Open file failed.\n");
                return -1;
            }
            size = read(fd, buffer, sizeof(buffer));//读取文件内容到buffer并返回读取的字符个数
            close(fd);
            printf("%s", buffer);
            return 0;
        }

        
二、基于流缓冲的标准I/O操作        
    1、fopen函数
    打开文件有三个标准函数：

        FILE * fopen(const char * pathname, const char * type)
        FILE * freopen(const char * pathname, const char * type, FILE * fp)
        FILE * fdopen(int filedes, const char * type)

        
    它们以不同的模式打开文件，并返回一个指向文件流的FILE指针，此后对文件读/写都是通过这个FILE指针来
    进行的。以下仅介绍fopen函数。
        
    mode:（mode字符串中带有b字符的表示打开的文件是二进制的文件）
        R/rb：打开只读文件（该文件必须存在）
        R+/r+b：打开可读/写的文件（该文件必须存在）
        W/wb：打开只写文件，若该文件存在，则长度清为0，否则建立该文件
        w+/w+b：打开可读/写文件，若该文件存在，则长度清为0，否则建立该文件
        a/ab：以追加的方式打开可读/写文件，若文件存在，则在文件尾部追加数据，不修改文件原有数据，
            否则新建文件。
        a+/a+b：以追加的方式打开只写文件，若文件存在，则在文件尾部追加数据，不修改文件原有
            数据，否则新建文件。
        
    fopen函数可以指定打开文件的路径和模式，fdopen函数会将参数fd的文件描述符转换为对应的文件制针后返
    回。freopen函数会将已打开的文件stream关闭后，打开参数path的文件。    
    
    2、fclose函数（将缓冲区的数据写入文件并释放系统所提供的文件资源）

        int fclose(FILE * fp)

        
        仅将缓冲区的数据写入文件可使用fflush函数：int fflush(FILE * fp)
        
    3、fread和fwrite函数

        size_t fread(void * ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE * stream)
        size_t write(const *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE * stream)

    
        size: 一条记录的长度
        nmemb: 指出要读或写多少条记录
        返回值：读或写的记录数，成功时返回的记录数等于nmemb，出错或读到文件末尾时返回的记录数
                小于nmemb也可能返回0.
            
        这里读写的记录是指一串固定长度的字节，如一个int、一个结构体...
        fread从文件stream中读取size * nmemb 字节保存到ptr中，
        fwrite把ptr中的size * nmemb 字节写到文件stream中。
        
        示例：
           

            struct record{
                char name[10];
                int age;
            }
            
            写入数据：write.c
            struct record array[2] = { {"Tobey",20},{"Ack",23} };
            FILE *fp = fopen("recfile",w);//以只写方式打开文件，若文件不存在则创建文件
            if(fp == NULL){
                ...
            }
            fwrite(array, sizeof(struct record), 2, fp);//将array中的数据写入fp
            fclose(fp);
            
            读出数据：read.c
            stuct record array[2];
            FILE *fp = fopen("recfile",r);//以只读方式打开文件，文件必须存在
            if(fp == NULL){
                ...
            }
            fread(array,sizeof(struct record), 2, fp);
            printf("Name1: %s\tAge1: %d\n",array[0].name,array[0].age);
            fclose(fp);