文件描述符与文件流指针：C++ 中的文件操作之旅-优快云博客

#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>

int main() {
    // 打开文件
    int fd = open("test.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0666);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 写入数据
    const char* data = "Hello, File Descriptor!";
    ssize_t bytes_written = write(fd, data, strlen(data));
    if (bytes_written == -1) {
        perror("write");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 将文件指针移到文件开头
    lseek(fd, 0, SEEK_SET);

    // 读取数据
    char buffer[100];
    ssize_t bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (bytes_read == -1) {
        perror("read");
        close(fd);
        return 1;
    }

    buffer[bytes_read] = '\0';
    std::cout << "Read from file: " << buffer << std::endl;

    // 关闭文件
    close(fd);

    return 0;
}

代码解释：

open 函数用于打开或创建文件，返回一个文件描述符。
write 函数通过文件描述符将数据写入文件。
lseek 函数用于移动文件指针的位置。
read 函数从文件描述符对应的文件中读取数据。
close 函数关闭文件描述符，释放资源。

二、文件流指针：C++ 标准库的利器

2.1 什么是文件流指针

文件流指针是 C++ 标准库中用于文件操作的抽象概念。它通过 fstream 类及其派生类（如 ifstream 用于输入，ofstream 用于输出，fstream 用于读写）来实现。文件流指针提供了更高级、更面向对象的文件操作方式。

2.2 使用文件流指针进行文件操作

下面是一个使用文件流指针进行文件读写的示例代码：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

int main() {
    // 打开文件进行写入
    std::ofstream outfile("test_stream.txt");
    if (!outfile.is_open()) {
        std::cerr << "Failed to open file for writing." << std::endl;
        return 1;
    }

    // 写入数据
    outfile << "Hello, File Stream Pointer!" << std::endl;
    outfile.close();

    // 打开文件进行读取
    std::ifstream infile("test_stream.txt");
    if (!infile.is_open()) {
        std::cerr << "Failed to open file for reading." << std::endl;
        return 1;
    }

    // 读取数据
    std::string line;
    if (std::getline(infile, line)) {
        std::cout << "Read from file: " << line << std::endl;
    }

    infile.close();

    return 0;
}

代码解释：

std::ofstream 用于创建一个输出文件流，打开文件进行写入操作。
<< 运算符用于将数据写入文件流。
std::ifstream 用于创建一个输入文件流，打开文件进行读取操作。
std::getline 函数用于从文件流中读取一行数据。

三、文件描述符与文件流指针的转换

有时候，我们可能需要在文件描述符和文件流指针之间进行转换。C++ 标准库提供了 fdopen 和 fileno 函数来实现这种转换。

3.1 文件描述符转换为文件流指针

#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <cstdio>

int main() {
    // 打开文件获取文件描述符
    int fd = open("test_convert.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0666);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 将文件描述符转换为文件流指针
    FILE* fp = fdopen(fd, "r+");
    if (fp == nullptr) {
        perror("fdopen");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 使用文件流指针进行操作
    fprintf(fp, "Converted from file descriptor.");
    fflush(fp);

    // 关闭文件流指针
    fclose(fp);

    return 0;
}

3.2 文件流指针转换为文件描述符

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <unistd.h>

int main() {
    // 打开文件获取文件流指针
    std::ofstream outfile("test_convert_back.txt");
    if (!outfile.is_open()) {
        std::cerr << "Failed to open file." << std::endl;
        return 1;
    }

    // 将文件流指针转换为文件描述符
    int fd = fileno(outfile.rdbuf());
    if (fd == -1) {
        std::cerr << "Failed to get file descriptor." << std::endl;
        outfile.close();
        return 1;
    }

    // 使用文件描述符进行操作
    const char* data = "Converted back to file descriptor.";
    ssize_t bytes_written = write(fd, data, sizeof(data));
    if (bytes_written == -1) {
        perror("write");
        outfile.close();
        return 1;
    }

    outfile.close();

    return 0;
}

四、总结

文件描述符和文件流指针是 C++ 中进行文件操作的两种重要方式。文件描述符是操作系统层面的概念，提供了底层、高效的文件操作接口；而文件流指针是 C++ 标准库层面的抽象，提供了更高级、更面向对象的文件操作方式。在实际编程中，我们可以根据具体需求选择合适的方式，也可以利用它们之间的转换来实现更灵活的文件操作。希望通过本文的介绍，你对文件描述符和文件流指针有了更深入的理解，能够在编程中更加得心应手地进行文件操作。

以上就是本次关于文件描述符与文件流指针的探索之旅，希望大家在编程的道路上越走越远，不断发现新的乐趣和挑战！