标准IO和文件IO

IO：input output

标准I/O

头文件 #include

• 打开文件：

   FILE *fopen(const char *path, const char *mode);
  

  FILE *：流，本质是一个结构体指针，指向一个描述打开的文件属性的结构体
  文件指针： 记录当前打开的文件 读写的位置,读和写均会移动为文件指针

  参数：
  path:文件的路径
  mode:打开模式
  “r” :只读方式打开，打开后文件指针在文件开始位置，若文件不存在，出错
  “r+”:读写方式，继承r的属性
  “w” :只写方式打开,清空文件长度，文件不存在就创建
  “w+”:读写方式，继承w的属性
  “a” :追加方式打开，文件指针在文件末尾，只写
  “a+”:继承"a"的属性，可读可写

• 文件的读写：

   //读取字符
   int fgetc(FILE *stream);
   //按行读取字符
   char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
   //返回值为EOF，说明已读取到文件末尾
   //写入字符
   int fputc(int c, FILE *stream);
   //按行写入字符
   int fputs(const char *s, FILE *stream);
   
   size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)
   size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb,FILE *stream);
  

• 缓存的设置和修改：

   int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);
  

  文件指针偏移：每次读写文件，文件指针都会发生偏移，使用fseek设置文件指针位置。

   int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
   long ftell(FILE *stream); 获得当前文件指针的位置
  

  stream:流
  offset：偏移量
  whence：基准点
  文件开头 SEEK_SET
  当前位置 SEEK_CUR
  文件末尾 SEEK_END

文件I/O

• 打开文件：

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

  pathname:文件路径
  flags:
  O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR 必须选一个，且不能多选
  下列选项可以多选：
  O_APPEND：追加
  O_CREAT：文件不存在就创建
  O_EXCL : 文件不存在就报错
  O_TRUNC：文件打开时截短文件
  mode：用于创建文件
  （O_CREAT），指定文件的权限 如：0666 0777

• 文件的读写

   #include 
   ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
  

  fd:要读的文件的文件描述符
  buf：容器，存放读到的数据
  count：读取的字节数
  返回值：ssize_t >0 读到的字节数 == 0 文件末尾 <0 出错

   #include 
   ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
  

  fd:要写的文件的文件描述符
  buf：容器，存放要写入的数据
  count：要写入的字节数
  ssize_t 实际写入的子节数

• 目录操作

   #include 
   #include 
   
   DIR *opendir(const char *name);
  

  返回值 DIR 目录流
  name:目录路径

   struct dirent *readdir(DIR *dirp);
   struct dirent {
   	               ino_t          d_ino;       /* inode number */
   	               off_t          d_off;       /* not an offset; see NOTES */
   	               unsigned short d_reclen;    /* length of this record */
   	               unsigned char  d_type;      /* type of file; not supported
   	                                              by all filesystem types */
   	               char           d_name[256]; /* filename */
   	           };
  

  该函数可以反复调用，以获取其他文件，直到返回NULL

• 文件属性

   #include 
   #include 
   #include 
   
   int stat(const char *pathname, struct stat *buf); 
  

  pathname：文件名 ./a.txt
  buf:文件属性容器
  0 成功 -1失败 errno

   struct stat {
              dev_t     st_dev;         /* ID of device containing file */
              ino_t     st_ino;         /* inode number */
              mode_t    st_mode;        /* protection */
              nlink_t   st_nlink;       /* number of hard links */
              uid_t     st_uid;         /* user ID of owner */
              gid_t     st_gid;         /* group ID of owner */
              dev_t     st_rdev;        /* device ID (if special file) */
              off_t     st_size;        /* total size, in bytes */
              blksize_t st_blksize;     /* blocksize for filesystem I/O */
              blkcnt_t  st_blocks;      /* number of 512B blocks allocated */
              /* Since Linux 2.6, the kernel supports nanosecond
                 precision for the following timestamp fields.
                 For the details before Linux 2.6, see NOTES. */
              struct timespec st_atim;  /* time of last access */
              struct timespec st_mtim;  /* time of last modification */
              struct timespec st_ctim;  /* time of last status change */
          #define st_atime st_atim.tv_sec      /* Backward compatibility */
          #define st_mtime st_mtim.tv_sec
          #define st_ctime st_ctim.tv_sec
          };
   	struct timespec {
   	time_t tv_sec; // seconds
   	long tv_nsec; // and nanoseconds
   	};
  

• 其他相关知识：

  文件：相关数据的集合
  文件：存储，一般要非易失介质
  文件系统：文件的组织和存储

  Linux 文件的分类： 7类文件类型
  普通文件 .txt .mp3 -
  目录文件 d
  字符型设备文件 c
  块设备文件 b
  链接文件 l
  管道文件 p
  套接字文件 s

  文件操作：操作函数 调用
  函数5要素：
  1、头文件
  2、函数原型
  3、参数
  4、返回值
  5、作用和功能、注意事项

  文件受操作系统保护，文件系统
  文件IO：文件系统带的操作文件函数，系统调用
  1、直接
  2种途径：
  标准IO：C库所带的，操作文件的一些函数
  1、带缓冲的IO，提高效率 刷新（冲洗）缓冲区
  3种缓冲刷新机制：
  全缓冲
  行缓冲 ‘\n’
  不缓冲

  2、增强程序的可移植性

  终端流：
  标准输入流： stdin 行缓冲
  标准输出流： stdout 行缓冲
  标准错误流： stderr 不缓冲

  全局错误变量 errno 记录最近的一次错误
  perror(); strerror();

  流末尾判定函数：
  int feof(FILE *stream);
  手动刷新流
  fflush()

  对于一个流的刷新方法：
  1、手动刷新，fflush函数
  2、关闭该流，也可以刷新
  3、设置流为无缓冲类型 setvbuf 函数

  使用"w" 属性创建文件后，文件的属性问题？
  0666属性创建 wr-wr-wr-
  权限掩码 umask
  0666 & ~umask = 最终权限
  0666 & ~0077 = 0600

  time
  localtime
  #include
  time_t time(time_t *tloc);
  返回一个秒数从 1970-1-1 0:0:0 到现在的秒数

   struct tm *localtime(const time_t *timep);
   	struct tm {
                  int tm_sec;    /* Seconds (0-60) */
                  int tm_min;    /* Minutes (0-59) */
                  int tm_hour;   /* Hours (0-23) */
                  int tm_mday;   /* Day of the month (1-31) */
                  int tm_mon;    /* Month (0-11) */
                  int tm_year;   /* Year - 1900 */
                  int tm_wday;   /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */
                  int tm_yday;   /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */
                  int tm_isdst;  /* Daylight saving time */
              };
  

  文件空洞：只针对普通文件有效；
  移动文件指针，到文件末尾之后，继续往后移动，超过文件末尾，写入数据就会形成文件空洞。
  默认填充数值0

  st_mode 属性获取文件的类型
  001 000 000 110 110 100
  其他用户对该文件权限
  获取文件的权限
  110 110 100

   #include 
   #include 
   //根据用户uid/gid 获取用户名
   struct passwd *getpwuid(uid_t uid);
   struct passwd {
                  char   *pw_name;       /* username */
                  char   *pw_passwd;     /* user password */
                  uid_t   pw_uid;        /* user ID */
                  gid_t   pw_gid;        /* group ID */
                  char   *pw_gecos;      /* user information */
                  char   *pw_dir;        /* home directory */
                  char   *pw_shell;      /* shell program */
              };
  

实例：Linux命令 copy的实现
实例：Linux命令 ls -a ls -l的实现