文件描述符0/1/2的说明，标准输入文件，标准输出文件，标准出错输出文件，文件描述符1和2的区别，宏定义使用 (文件IO)【linux】（g）

文件描述符0/1/2

程序开始运行时，有三个文件被自动打开了，打开时分别使用了这三个文件描述符。依次打开的三个文件分别是/dev/stdin，/dev/stdout，/dev/stderr。

我们来在查看一下这三个文件：

我们这里说明一下，凡是和驱动相关的文件都放在dev目录下面。
上面三个也只是链接文件:

链接文件的背后指向了

三个链接文件，背后又指向其他文件。

我们这里只看三个：

/dev/stdin：标准输入文件

程序开始运行时，默认会调用open("/dev/stdin", O_RDONLY)将其打开，返回的文件描述符是0

使用0这个文件描述符，可以从键盘输入的数据简单理解就是，/dev/stdin这个文件代表了键盘。

read(0, buf, sizeof(buf))实现的是什么功能

从键盘读取数据到到缓存buf中，数据中转的过程是：

read应用缓存buf <—————— open /dev/stdin时开辟的内核缓存 <——————键盘驱动程序的缓存 <——————键盘

我们使用代码进行说明：

执行结果为：

我们可以看到从键盘出入的过程已经打印结果。

**代码中return -1 并不是说main函数返回-1有什么具体的用处，而是要说明0表示正常返回，-1表示函数调用出错返回。**我们后面会具体说明main函数返回值。

能够像读普通文件一样读键盘在Linux下，应用程序通过OS API操作底层硬件时，都是以文件形式来操作的，不管是读键盘，还是向显示器输出文字显示，都是以文件形式来读写的，在Linux下有句很经典的话，叫做“在Linux下一切皆文件”。

为什么在我们的程序中，默认就能使用scanf函数从键盘输入数据？

我们在程序运行时默认就打开了代表了键盘/dev/stdin，打开后0指向这个打开的文件。scanf下层调用的就是read，read自动使用0来读数据，自然就可以从键盘读到数据。
scanf("%s", sbuf) C库函数
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read(0, rbuf, ***)
我们从键盘读取数据时，可以直接调用read这个系统函数来实现，也可以调用scanf C库函数来实现，只不过在一般情况下，我们在实际编写应用程序时，调用的更多的还是scanf 这个c库函数，

原因如下：
调用库函数，可以让程序能够更好的兼容不同OS，能够在不同的OS运行
scanf在read基础上，加入更加人性化的、更加便捷的功能，比如格式化转换

直接使用read的缺点

首先我们必须清楚，所有从键盘输入的都是字符，从键盘输入100，其实输入的是三个字符’1’、‘0’、‘0’，因此使用read函数从键盘读数据时，读到的永远都是字符。

但是如果你实际想得到的是整形数的100，你就必须自己将’1’、‘0’、'0’转为整形的100。

我们通过代码说明：

执行结果为：

说明我们转化成功了。
Buf是字符串100 num是整形100

scanf的优点
scanf可以解决read的缺点，虽然scanf调用read时，从键盘读到的全部都是字符，但是你只要给scanf指定%d、%f等格式，scanf会自动的讲read读到的字符串形式的数据，转为整形或者浮点型数据。

scanf("%d", &a);
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read(0, buf, …);

如果直接调用read读取，然后自己再来转换，相当于自己再实现scanf函数的基本功能。在有些时候，特别是我们说明到后面驱动时，有些情况还就只能使用read，不能使用scanf，我们在后面遇到的时候在博客中进行说明。

close(0)后，scanf还能工作吗？

我们通过代码测试：

执行结果为：

不等输入，直接出现错误。
我们只修改一部分来打印出来sacnf怎么出错的以及出错原因。
修改之后的部分为：

执行结果为：

我们可以看到，报错这是一个错误的描述符。
因为scanf底层调用要使用到0描述符，但是我们在代码中把描述符为0的文件关闭了。

scanf("%s", sbuf) C库函数
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read(0, rbuf, ***)

/dev/stdout：标准输出文件

程序开始运行时，默认open("/dev/stdout", O_WRONLY)将其打开，返回的文件描述符是1为什么返回的是1，先打开的是/dev/stdin，把最小的0用了，剩下最小没用的是1，因此返回的肯定是1。

通过1这个文件描述符，可以将数据写（打印）到屏幕上显示简单理解是，
/dev/stdout这个文件代表了显示器。

write(1, buf, strlen(buf))实现的功能：

将buf中的数据写到屏幕上显示

数据中转的过程是：

write应用缓存buf ——————> open /dev/stdout时开辟的内核缓存 ——————> 显示器驱动程序的缓存 ——————>显示器显示

我们通过代码演示：

执行结果为：

在我们的程序中，默认就能使用printf打印数据到显示器。
因为程序开始运行时，就默认打开了代表了显示器/dev/stdout文件，然后1指向这个打开的文件。printf下层调用的是write函数，write会使用1来写数据，既然1所指文件代表的是显示器，自然就可以将数据写到显示器了。
printf("*****")
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write(1, buf, count);

使用write函数，将整数65输出到屏幕显示，直接输出行不行

							int a = 65；
							write(1, &a, sizeof(a));

代码演示：

执行结果为：

我们可以看到打印结果为 A 而不是65

为什么输出结果是A？
人只看得懂字符，所以所有输出到屏幕显示的，都必须转成字符。所以我们输出时，输出的必须是文字编码，显示时会自动将文字编码翻译为字符图形。所以我们输出65时，65解读为A字符的ASCII编码，编码被翻译后的图形自然就是A。

怎么才能打印出65

如果要输出65，就必须将整形65转为’6’和’5’，输出这两个字符才行。输出’6’、‘5’时，其实输出的是’6’、‘5’这两个字符的ASCII编码，然后会被自动的翻译为6和5这两个图形。总之将整形65，转为字符’6’、'5’输出即可。

代码测试为：

执行结果为：

为什么printf会对wirte进行封装？
库函数可以很好的兼容不同的OS
封装时，叠加了很多的功能，比如格式化转换通过指定%d、%f等，自动将其换为对应的字符，然后write输出，完全不用自己来转换。printf使用%s、%c输出字符串和字符时，其实不用转，因为要输出的本来就是字符，printf直接把字符给write就行了，当然也不是一点事情也不做，还是会做点小处理的。

close(1)，printf函数还能正常工作吗？

printf("*****")
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write(1, buf, count);

和前面的0一样，读者可以参考描述符1的验证进行自行验证，我们这里直接说明，不能正常工作，printf函数和write 都不能正常进行，要使用问描述符为1 现在把1关闭了，当然不可以。Printf间接调用下层write（1） 1被关闭，write直接使用文件描述符1，1被关闭了。

/dev/stderr：标准出错输出文件

默认open("/dev/stderr", O_WRONLY)将其打开，返回的文件描述符是2
通过2这个文件描述符，可以将报错信息写（打印）到屏幕上显示。

代码演示：

执行结果为：

write(2, buf, sizeof(buf))实现的是什么功能将buf中的数据写道屏幕上，数据中转的过程是：

write应用缓存buf ——————> open /dev/stderr时开辟的内核缓存 ——————> 显示器驱动程序的缓存 ——————> 显示器

文件描述符1和2有什么区别

使用这两个文件描述符，都能够把文字信息打印到屏幕。如果仅仅是站在打印显示的角度，其实用哪一个文件描述符都能办到。

1,专用于打印普通信息
2,专门用于打印各种报错信息

使用write输出时:

+如果你输出的是普通信息，就使用1输出。
+如果你输出的是报错信息，就使用2输出。

printf和perror调用write时，使用的是什么描述符printf用于输出普通信息，向下调用write时，使用的是1。前面已经验证过，close(1)后，printf无法正常输出。

perror
perror专门用于输出报错信息的，因为输出的是报错信息，因此write使用的是2.验证：将2关闭，perror就会无法正常输出。

我们通过代码进行验证：

执行结果为：

我们先不说名success
现在perror输出成功了，我们现在关闭文件描述符2对应的文件。

执行结果为：

我们可以看到 perror没有输出，因为perror向下调用的是文件描述符2对应的文件，现在2关闭了，必然没有输出。

后面说到标准io时，还会讲到标准输入、标准输出、标准出错输出，到时候会介绍标准输出、标准出错输出的区别。

STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO、STDERR_FILENO

系统为了方便使用0/1/2，系统分别对应的给了三个宏
0：STDIN_FILENO
1：STDOUT_FILENO
2：STDERR_FILENO

可以使用三个宏，来代替使用0/1/2。
这三个宏定义在了open或者read、write函数所需要的头文件中，只要你包含了open或者read、write的头文件，这三个宏就能被正常使用。

小结

小结的内容没有关于前面1/2/3文件描述符的总结，就是提醒一点，内容写的比较多，比较详细，但是都说的比较清楚，比较明白，建议读者找完整的时间看完并且如果没有理解的话多看几遍，如果哪里有什么问题或者有错误的地方，可以在评论区提出来，互相交流学习。