linux下的文件操作

linux下的文件操作

概述

       linux系统将一切都视为文件，文件操作十分重要，有在win系统下使用过C语言的人知道，c语言常用的文件操作函数有fopen，fclose，fwrite，fread，ffluse等等，而在linux系统下，文件操作应该分为两类，一类是系统调用，一类是库函数，也就是刚刚所列举的函数，对于初学c语言，接触到文件，很多描述即使在入门书上讲的也难懂，所以这里以自己的理解来梳理一下linux下的文件操作函数

系统调用

       首先对于文件我们的操作操作思路无非是打开文件，读文件，写文件，关闭文件等等，下面就按照这样的思路进行数列

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系统调用函数原型有

1.open函数
open函数有两个函数原型，如下所示：
int open(const char *path,int oflag);
int open(const char *path,int oflag,mode_t mode);

       首先有这么一个问题，假如对于一个人来说，打开文件我们需要知道什么，也就是说，我们要告诉计算机什么

       不用多想，肯定是得知道文件的位置和名称啊，不然，操作系统为我们打开哪一个文件对不对，明白了这一点，那么函数原型的第一个参数就知道是什么意思了，const char *path就是来指定函数要打开文件的路径的。注意参数类型是const char*,也就是我们要传递的应该是一串记录文件路径和名称的字符串。

       既然要打开一个文件，打开文件的目的是什么，读和写呗，但是到底要读还是要写呢，也就是说我们得告诉操作系统我们要怎么操作文件，你给我按照这种方式打开，这就是int oflag的作用，初看这个参数，说要传入一个整数给函数，但是我怎么知道哪个整数对应哪种打开方式，不要害怕，我也不知道，因为函数库已经用宏定义给我们定义好了，我们只要记住有哪一些就行了，甚至不记住也可以，用的时候再查就可以了，那么我们来列举一下吧

1.O_RDONLY
       见名知意，这不就是read only吗，也就是说以只读的方式打开，好，什么是只读呢，只读就是说我只可以读，打一个比方，给你一张纸，纸上有字，你只可以看，但是，你却不能写，这就是只读模式。
2.O_WRONLY
       见名只意，这就是只写，什么意思呢，给你一张纸，上面有字，但是呢，你得把眼睛闭上，眼睛闭上了就不看到纸上的内容了，这时候我问你，上面写了什么，你当然是不知道的，但是呢，你有手啊，你可以在上面写写画画对不对。
3.O_REWR
       这个根据前面的可以知道，可读可写模式，终于可以正常的读纸上的内容了，这时候不光可以看还可以写。
当然了强大的linux系统不仅仅给我们提供这些模式，继续
4.O_APPEND
       单词append的意思就是增补的意思，顾名思义，想想看，当我打开一个文件，下一步要进行写操作，那么我该怎么写呢，其实可以想到的方式有很多，其中有一种便是接着文件内容后面继续写。这就是该模式的解释
5.O_TRUNC
       单词truncate的意思是删节的意思，书上讲这个命令的时候，也是讲的删节，但是什么是删节嘛，这个自己猜想是把文件内容打开，然后情空，后来做了实验，发现的确如此，各位读者也可以自行实验，也许我说的不是对的。
6.O_CREAT
       这个单词好理解，就是creat创建的意思嘛，为什么会有这个模式的，假设我第一个参数传入，程序去寻找我指定的文件，由于某些不可抗拒的原因，文件竟然不存在，那么你说咋办，程序咋办，总得打开一个呀，那么只能自己创建一个空的文件然后打开了，所以该模式是如果文件不存在则创建。
7.O_EXCL
       有没有这样一种可能，在多线程环境下，两个运行的程序打开了同一个文件，然后进行操作，这样一来就可能乱套了，为了防止这种情况的发生，就有了这个模式，该模式是防止一个文件被多个程序打开。

       好了，常用的模式就这些了，但是，当我不满足与其中一个模式怎么办，比如说我想先清除内容然后以只写的模式打开，这个时候势必就要用两个模式了，这样可以么，那么参数不就便多了么？当然可以了，linux很强大的，我们可以通过或运算符“|”将多个不同的模式组合起来达到使用多个模式的目的。

       下面来讲第三个参数，问大家一个问题，为啥要有两个函数原型呢，第一个难道不能满足我们的需求吗，给点提示，大家想一下O_CREAT模式
       聪明的人可能已经发现可，在linux下，文件都有自己的文件权限，你可以用ls -l查看一下，当我们打开一个已经存在的文件，自然他的文件访问权限已经有了，可是不存在该文件，我们又希望程序创建一个文件，那么该文件的文件访问权限是否可以设置呢，这也就是第三个参数的作用了，常用的模式也是以宏定义的形式给出。
1.S_IRUSR
2.S_IWUSR
3.S_IXUSR
       我们讲这看成一组，因为这是对于文件所有者的，R，W，X分别对应于可读可写可执行,如果讲USR换成GRP或者OTH则对于的是文件所属组和其他人的权限。
当然我们也可以用或运算符讲不同的属性组合起来。

       所有的参数都讲完了，接下来就是返回值了，返回值的类型是int型，那么这有什么含义呢，大家都知道，打开一个文件是为了为后面的读写操作做准备，换句话说，我现在用open打开了一个文件，接下来我要写文件读文件，我如何知道我打开的文件是什么呢？
       在linux操作系统中，有一种神奇的东西叫做文件描述符，他也是一个整数来表示的，用来确定某个打开的文件的，通常这由操作系统来分配，我们的open函数返回的就是这么一个东西，如果打开文件成功则返回一个文件描述符，否则返回-1，并设置全局变了erren来说明错误的原因。再换一句话说，我们要打开一个文件，实际上就是要得到这个文件的描述符，然后再做下一步操作。
open函数就讲到这里了。

到了这里相信大家会打开文件了，那么现在就要来操作文件了。
read函数
read函数从文件中读取指定字符数量的内容并放入缓冲区。
size_t read(int fildes,void *buf,size_t nbytes);
       按照老规矩，先来剖析一下参数，我们要读一个文件，首先要做的就是知道我要读哪一个文件，fildes猜一下是什么，看参数类型，竟然是int型的，有没有想法呢，我们之前说了，linux操作系统用文件描述符来标记被打开的文件，所以这里传的就是你要打开的那个文件的文件描述符，不要再问我文件描述符怎么获取，当然用open啦，有一点值得注意，程序运行是有三个文件被默认的打开，他们分别是stdin，stdout，stderr，他们的文件描述符分别为0,1,2。至于他们是什么，自己百度吧。
       知道读哪个文件了，那么下面的问题就是我要读的东西放哪里，看概述就知道，放缓冲区啊，但是作为一个初学者，神tm知道缓冲区是什么过，这里也不做解释 ，只是说这是一个可以存放数据的地方，比如说自定义的数组之类的了，一般我们都是用自定义的字符串数组做参数的，知道了要读哪个文件，也知道了要把独到的东西记录到哪里，最后最后一个问题是，我到底要读多少啊，这也就是第三个参数的作用，指定读取的字符的数量。
好了现在来看返回值吧，返回值是size_t，表示读取成功的字符数量，我们可以通过返回值和第三个参数是否相等来判断是否读取成功。那么还要一个问题什么时候算失败呢，第一读取到文件尾了，第二缓冲区太小了装不下要读入的字符，第三，程序脑抽了，当然这种情况太小了。
write函数
size_t write(int fildes,const void *buf,size_t nbytes);
       看到函数原型有没有和read函数很像，就是，他们就是一对的，那么我就不用多解释什么了，这个函数是把指定数量的内容冲缓冲区写进文件。
close函数
int close(int filedes)传入文件描述符号
       人要有始有终打开了就要关上才能避免不必要的麻烦出现，这个函数就是用来关闭文件的，但是有人回文联，出现结束后，文件自己就关闭了，为什么还要手动来关闭呢，一方面，我们是为了防止发生意外，另一方面，既然一个程序不对这个文件进行操作了，不关闭它，别的程序不就不方便对这个文件进行操作么。另外一个程序打开的文件的数量是有限的，万一后面还要打开很多文件咋办呢，这种占着茅坑不拉屎的行为我们不能干，所以在程序中我们还是手动的关闭不需要使用的文件吧。
       系统调用函数就写到这里了当然肯定没有讲完，但作为初学者已经足够了，下面来讲库函数中的文件操作吧。
       linux的系统调用只是针对linux系统，如果用了上面的函数，然后在win系统下运行肯定会有问题的，而库函数就没有这个局限性了，库函数完全可以实现上面的功能，并且和操作系统无关。下面是介绍几个库函数

库函数

fopen
打开一个文件
FILE * fopen(const char * path,const char * mode);
       注意这里的返回值，这个时候文件用文件指针来表示，函数打开一个文件后会返回指向该文件的指针，获得了这个指针后续的操作才能够得以进行。

第一个参数：文件路径名
第二个参数：打开方式
关于打开模式就比之前的系统调用简单多了

w 以只写方式打开文件，文件原有的内容会被清空掉，如果文件不存在则建立这个文件
w+以读写方式打开文件，文件内容会被清空
r 以只读方式打开文件，文件必须存在
r+以读写方式打开文件，文件必须存在
a 以附加的方式打开文件，内容会附加在文件末尾，如果文件不存在则创建文件，原来的EOF保留
a+以附加的方式打开文件，内容会附加在文件末尾，如果文件不存在则创建文件，原来的EOF不保留
什么是EOF呢？
EOF是end of file的缩写，表示文件结束符

fclose
关闭一个文件，这个比较简单
int fclose(FILE *fp);
参数为指向要关闭的文件的文件指针，关闭成功返回0，否则返回EOF（-1）.

fread
在文件中读取内容
size_t fread ( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream) ;
第一个参数是缓冲区
第二个参数是每次要读取的数量
第三个参数是要读的次数
第四个参数要读取的文件的文件指针
返回值是成功读取到的字符数量
有了对read的了解，这些应该都不难理解，这里就不做详细解释

fwrite
size_t fwrite(const void* buffer, size_t size, size_t count, FILE* stream);
第一个参数：要写的内容
第二个参数：要写入的数量
第三个参数：要写入的次数
第四个参数：目标文件指针
返回值：实际写入的数据项

fflush
int fflush(FILE *stream)；
       在文件读写时，并不是一次到位的，操作系统总是把内容先放入缓冲区，这样存在的问题就是，如果文件被异常关闭，但是此时缓冲区还有内容怎么办，这时候就应该调用该函数，强制把缓冲区的内容写入。其实fclose调用时也自动调用了一次该函数。

fseek
       通过上面的介绍有没有发现，文件操作并不是很灵活，首先我们似乎只能在文件开头很文件尾进行操作，这样明显现在了我们的很多行为，这个函数就是来移动文件指针指向的位置的，来控制写入或者读取的位置在哪里。int fseek(FILE stream, long offset, int fromwhere);
我会详细介绍这个函数的用法，这里只做了解性的认识。

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       这是一篇很长的博客，将近5000字了，写作的目的是为了帮助自己更好的理解，也是将自己的想法分享给其他人，当然我并不能保证自己所写的内容是否表达恰当，欢迎各位读者指教
来自长沙理工大学的2017级大一新生一名，你可以联系我：807920489（qq）