Linux下文件的操作

最新推荐文章于 2024-05-15 13:01:52 发布

Chopin

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分类专栏： Unix/Linux 文章标签： linux buffer struct file redirect access

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Linux下文件的操作

01-7-27 上午 10:34:05

前言：

我们在这一节将要讨论linux下文件操作的各个函数。

文件的创建和读写

文件的各个属性

目录文件的操作

管道文件

1.文件的创建和读写

我假设你已经知道了标准级的文件操作的各个函数(fopen，fread，fwrite等等)。当然如果你不清楚的话也不要着急。我们讨论的系统级的文件操作实际上是为标准级文件操作服务的。

当我们需要打开一个文件进行读写操作的时候，我们可以使用系统调用函数open。使用完成以后我们调用另外一个close函数进行关闭操作。

#include

int open(const char *pathname，int flags)；

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

int close(int fd)；

open函数有两个形式。其中pathname是我们要打开的文件名(包含路径名称，缺省是认为在当前路径下面)。flags可以去下面的一个值或者是几个值的组合。

O_RDONLY：以只读的方式打开文件。

O_WRONLY：以只写的方式打开文件。

O_RDWR：以读写的方式打开文件。

O_APPEND：以追加的方式打开文件。

O_CREAT：创建一个文件。

O_EXEC：如果使用了O_CREAT而且文件已经存在，就会发生一个错误。

O_NOBLOCK：以非阻塞的方式打开一个文件。

O_TRUNC：如果文件已经存在，则删除文件的内容。

前面三个标志只能使用任意的一个。如果使用了O_CREATE标志，那么我们要使用open的第二种形式。还要指定mode标志，用来表示文件的访问权限。mode可以是以下情况的组合。

-----------------------------------------------------------------

S_IRUSR 用户可以读 S_IWUSR 用户可以写

S_IXUSR 用户可以执行 S_IRWXU 用户可以读写执行

-----------------------------------------------------------------

S_IRGRP 组可以读 S_IWGRP 组可以写

S_IXGRP 组可以执行 S_IRWXG 组可以读写执行

-----------------------------------------------------------------

S_IROTH 其他人可以读 S_IWOTH 其他人可以写

S_IXOTH 其他人可以执行 S_IRWXO 其他人可以读写执行

-----------------------------------------------------------------

S_ISUID 设置用户执行ID S_ISGID 设置组的执行ID

-----------------------------------------------------------------

我们也可以用数字来代表各个位的标志。Linux总共用5个数字来表示文件的各种权限。

00000。第一位表示设置用户ID。第二位表示设置组ID，第三位表示用户自己的权限位，第四位表示组的权限，最后一位表示其他人的权限。

每个数字可以取1(执行权限)，2(写权限)，4(读权限)，0(什么也没有)或者是这几个值的和。

比如我们要创建一个用户读写执行，组没有权限，其他人读执行的文件。设置用户ID位那么我们可以使用的模式是--1(设置用户ID)0(组没有设置)7(1+2+4)0(没有权限，使用缺省)5(1+4)即10705：

open("temp"，O_CREAT，10705)；

如果我们打开文件成功，open会返回一个文件描述符。我们以后对文件的所有操作就可以对这个文件描述符进行操作了。

当我们操作完成以后，我们要关闭文件了，只要调用close就可以了，其中fd是我们要关闭的文件描述符。

文件打开了以后，我们就要对文件进行读写了。我们可以调用函数read和write进行文件的读写。

#include

ssize_t read(int fd， void *buffer，size_t count)；

ssize_t write(int fd， const void *buffer，size_t count)；

fd是我们要进行读写操作的文件描述符，buffer是我们要写入文件内容或读出文件内容的内存地址。count是我们要读写的字节数。

对于普通的文件read从指定的文件(fd)中读取count字节到buffer缓冲区中(记住我们必须提供一个足够大的缓冲区)，同时返回count。

如果read读到了文件的结尾或者被一个信号所中断，返回值会小于count。如果是由信号中断引起返回，而且没有返回数据，read会返回-1，且设置errno为EINTR。当程序读到了文件结尾的时候，read会返回0。

write从buffer中写count字节到文件fd中，成功时返回实际所写的字节数。

下面我们学习一个实例，这个实例用来拷贝文件。

#include

#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc，char **argv)

{

int from_fd，to_fd；

int bytes_read，bytes_write；

char buffer[BUFFER_SIZE]；

char *ptr；

if(argc!=3)

{

fprintf(stderr，"Usage：%s fromfile tofile/n/a"，argv[0])；

exit(1)；

}

/* 打开源文件 */

if((from_fd=open(argv[1]，O_RDONLY))==-1)

{

fprintf(stderr，"Open %s Error：%s/n"，argv[1]，strerror(errno))；

exit(1)；

}

/* 创建目的文件 */

if((to_fd=open(argv[2]，O_WRONLY|O_CREAT，S_IRUSR|S_IWUSR))==-1)

{

fprintf(stderr，"Open %s Error：%s/n"，argv[2]，strerror(errno))；

exit(1)；

}

/* 以下代码是一个经典的拷贝文件的代码 */

while(bytes_read=read(from_fd，buffer，BUFFER_SIZE))

{

/* 一个致命的错误发生了 */

if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR)) break；

else if(bytes_read>0)

{

ptr=buffer；

while(bytes_write=write(to_fd，ptr，bytes_read))

{

/* 一个致命错误发生了 */

if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))break；

/* 写完了所有读的字节 */

else if(bytes_write==bytes_read) break；

/* 只写了一部分，继续写 */

else if(bytes_write>0)

{

ptr+=bytes_write；

bytes_read-=bytes_write；

}

/* 写的时候发生的致命错误 */

if(bytes_write==-1)break；

}

close(from_fd)；

close(to_fd)；

exit(0)；

}

2.文件的各个属性

文件具有各种各样的属性，除了我们上面所知道的文件权限以外，文件还有创建时间，大小等等属性。

有时侯我们要判断文件是否可以进行某种操作(读，写等等)。这个时候我们可以使用access函数。

#include

int access(const char *pathname，int mode)；

pathname：是文件名称，mode是我们要判断的属性。可以取以下值或者是他们的组合。

R_OK文件可以读，W_OK文件可以写，X_OK文件可以执行，F_OK文件存在。当我们测试成功时，函数返回0，否则如果有一个条件不符时，返回-1。

如果我们要获得文件的其他属性，我们可以使用函数stat或者fstat。

#include

int stat(const char *file_name，struct stat *buf)；

int fstat(int filedes，struct stat *buf)；

struct stat {

dev_t st_dev； /* 设备 */

ino_t st_ino； /* 节点 */

mode_t st_mode； /* 模式 */

nlink_t st_nlink； /* 硬连接 */

uid_t st_uid； /* 用户ID */

gid_t st_gid； /* 组ID */

dev_t st_rdev； /* 设备类型 */

off_t st_off； /* 文件字节数 */

unsigned long st_blksize； /* 块大小 */

unsigned long st_blocks； /* 块数 */

time_t st_atime； /* 最后一次访问时间 */

time_t st_mtime； /* 最后一次修改时间 */

time_t st_ctime； /* 最后一次改变时间(指属性) */

}；

stat用来判断没有打开的文件，而fstat用来判断打开的文件。我们使用最多的属性是st_mode。通过着属性我们可以判断给定的文件是一个普通文件还是一个目录，连接等等。可以使用下面几个宏来判断。

S_ISLNK(st_mode)：是否是一个连接。S_ISREG是否是一个常规文件。S_ISDIR是否是一个目录S_ISCHR是否是一个字符设备。S_ISBLK是否是一个块设备S_ISFIFO是否是一个FIFO文件。S_ISSOCK是否是一个SOCKET文件。我们会在下面说明如何使用这几个宏的。

3.目录文件的操作

在我们编写程序的时候，有时候会要得到我们当前的工作路径。C库函数提供了getcwd来解决这个问题。

#include

char *getcwd(char *buffer，size_t size)；

我们提供一个size大小的buffer，getcwd会把我们当前的路径考到buffer中。如果buffer太小，函数会返回-1和一个错误号。

Linux提供了大量的目录操作函数，我们学习几个比较简单和常用的函数。

#include

int mkdir(const char *path，mode_t mode)；

DIR *opendir(const char *path)；

struct dirent *readdir(DIR *dir)；

void rewinddir(DIR *dir)；

off_t telldir(DIR *dir)；

void seekdir(DIR *dir，off_t off)；

int closedir(DIR *dir)；

struct dirent {

long d_ino；

off_t d_off；

unsigned short d_reclen；

char d_name[NAME_MAX+1]； /* 文件名称 */

mkdir很容易就是我们创建一个目录，opendir打开一个目录为以后读做准备。readdir读一个打开的目录。rewinddir是用来重读目录的和我们学的rewind函数一样。closedir是关闭一个目录。telldir和seekdir类似与ftee和fseek函数。

下面我们开发一个小程序，这个程序有一个参数。如果这个参数是一个文件名，我们输出这个文件的大小和最后修改的时间，如果是一个目录我们输出这个目录下所有文件的大小和修改时间。

#include

static int get_file_size_time(const char *filename)

{

struct stat statbuf；

if(stat(filename，&statbuf)==-1)

{

printf("Get stat on %s Error：%s/n"，

filename，strerror(errno))；

return(-1)；

}

if(S_ISDIR(statbuf.st_mode))return(1)；

if(S_ISREG(statbuf.st_mode))

printf("%s size：%ld bytes/tmodified at %s"，

filename，statbuf.st_size，ctime(&statbuf.st_mtime))；

return(0)；

}

int main(int argc，char **argv)

{

DIR *dirp；

struct dirent *direntp；

int stats；

if(argc!=2)

{

printf("Usage：%s filename/n/a"，argv[0])；

exit(1)；

}

if(((stats=get_file_size_time(argv[1]))==0)||(stats==-1))exit(1)；

if((dirp=opendir(argv[1]))==NULL)

{

printf("Open Directory %s Error：%s/n"，

argv[1]，strerror(errno))；

exit(1)；

}

while((direntp=readdir(dirp))!=NULL)

if(get_file_size_time(direntp-

closedir(dirp)；

exit(1)；

)

4.管道文件

Linux提供了许多的过滤和重定向程序，比如more cat

等等。还提供了< > | <<等等重定向操作符。在这些过滤和重定向程序当中，都用到了管道这种特殊的文件。系统调用pipe可以创建一个管道。

#include

int pipe(int fildes[2])；

pipe调用可以创建一个管道(通信缓冲区)。当调用成功时，我们可以访问文件描述符fildes[0]，fildes[1]。其中fildes[0]是用来读的文件描述符，而fildes[1]是用来写的文件描述符。

在实际使用中我们是通过创建一个子进程，然后一个进程写，一个进程读来使用的。

关于进程通信的详细情况请查看进程通信

#include

#define BUFFER 255

int main(int argc，char **argv)

{

char buffer[BUFFER+1]；

int fd[2]；

if(argc!=2)

{

fprintf(stderr，"Usage：%s string/n/a"，argv[0])；

exit(1)；

}

if(pipe(fd)!=0)

{

fprintf(stderr，"Pipe Error：%s/n/a"，strerror(errno))；

exit(1)；

}

if(fork()==0)

{

close(fd[0])；

printf("Child[%d] Write to pipe/n/a"，getpid())；

snprintf(buffer，BUFFER，"%s"，argv[1])；

write(fd[1]，buffer，strlen(buffer))；

printf("Child[%d] Quit/n/a"，getpid())；

exit(0)；

}

else

{

close(fd[1])；

printf("Parent[%d] Read from pipe/n/a"，getpid())；

memset(buffer，'/0'，BUFFER+1)；

read(fd[0]，buffer，BUFFER)；

printf("Parent[%d] Read：%s/n"，getpid()，buffer)；

exit(1)；

}

为了实现重定向操作，我们需要调用另外一个函数dup2。

#include

int dup2(int oldfd，int newfd)；

dup2将用oldfd文件描述符来代替newfd文件描述符，同时关闭newfd文件描述符。也就是说，

所有向newfd操作都转到oldfd上面。下面我们学习一个例子，这个例子将标准输出重定向到一个文件。

#include

#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc，char **argv)

{

int fd；

char buffer[BUFFER_SIZE]；

if(argc!=2)

{

fprintf(stderr，"Usage：%s outfilename/n/a"，argv[0])；

exit(1)；

}

if((fd=open(argv[1]，O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC，S_IRUSR|S_IWUSR))==-1)

{

fprintf(stderr，"Open %s Error：%s/n/a"，argv[1]，strerror(errno))；

exit(1)；

}

if(dup2(fd，STDOUT_FILENO)==-1)

{

fprintf(stderr，"Redirect Standard Out Error：%s/n/a"，strerror(errno))；

exit(1)；

}

fprintf(stderr，"Now，please input string")；

fprintf(stderr，"(To quit use CTRL+D)/n")；

while(1)

{

fgets(buffer，BUFFER_SIZE，stdin)；

if(feof(stdin))break；

write(STDOUT_FILENO，buffer，strlen(buffer))；

}

exit(0)；

}

好了，文件一章我们就暂时先讨论到这里，学习好了文件的操作我们其实已经可以写出一些比较有用的程序了。我们可以编写一个实现例如dir，mkdir，cp，mv等等常用的文件操作命令了。

想不想自己写几个试一试呢?