基础IO 文件描述符

stdin & stdout & stderr

1. C 会默认打开三个标准输入输出流，分别是stdin,stdout,stderr；对应的文件描述符是0,1,2；且分别对应的设备是键盘，显示器，显示器。
2. 这三个流的数据类型是FILE*，fopen是返回值类型，文件指针。

open函数

#include 
#include 
#include 

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

pathname :要打开的文件或要创建的目标文件

flags：打开文件时，可以传入多个参数选项，用下面的一个或者多个“或”运算，构成flags

参数：

O_RDONLY:只读打开

O_WRONLY：只写打开

O_RDWR：读，写打开

以上三个常量必须存在一个并且有且只有一个

O_CREAT：若文件不存在，则创建它。需要使用mode选项，来指明新文件的访问权限。

O_APPEND：追加写

返回值：

成功：新打开的文件描述符

失败：-1

open函数具体使用哪个和具体的应用场景相关，如果目标文件不存在，需要open创建，则第三个参数表示创建文件的默认权限，否则，使用两个参数的open。

open函数返回值

1.fopen , fclose , **fread **, fwrite 都是C标准库中的函数，叫C库函数。

2.open，close， read， write ，lseek 都属于系统提供的接口，称为系统调用接口。

通过上图可以发现库函数与系统调用接口是上下级的关系。可以认为，f#系列的函数是对系统调用的封装，方便二次开发。

文件描述符fd

文件描述符是一个小整数

文件描述符是从0开始的小整数，当我们打开文件时，操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述目标文件。于是有了file结构体。表示一个已经打开的文件对象。

执行open系统调用，必须要让文件和进程相关联，每个进程都有一个指针*files，指向file_struct，该表最重要的部分就是包含一个指针数组，每个元素都是一个指向打开文件的指针，本质上文件描述符就是该数组的下标，根据文件描述符就可以找到对应的文件。

文件描述符实际上是操作系统对文件的管理。

文件描述符分配规则：从未被使用的最小的开始分配。

重定向的本质

假设关闭fd:1

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
    close(1);
    int fd=open("myfile",O_WRONLY|O_CREAT,00644);
    if(fd<0)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }
    printf("fd:%d\n",fd);
    fflush(stdout);
    
    close(fd);
    exit(0);
}

通过代码我们发现，本来应该输出到显示器上的内容，写入到myfile中，其中，fd=1,这叫做输出重定向。

常见的重定向有：>,>>,<

当数组的下标被关闭，open函数调用时默认打开最小未被使用的文件描述符对应的文件。

printf函数是C库中的输入输出函数，一般想stdout中输出，但当stdout访问文件的时候找出的还是fd:1,但此时下标为1表示的内容，已经变成了myfile的地址，不再是显示器文件的地址，所以所有的消息都输出到myfile文件中，进而完成输出重定向。

dup2的系统调用

#include 

int dup2(int oldfd, int newfd);

dup2 函数中newfd是oldfd函数的一份拷贝，如果newfd打开先要关闭newfd，如果oldfd不是一个有效的文件描述符，那么调用失败，并且关闭newfd；如果oldfd是一个有效的文件描述符，且newfd等于oldfd，那么直接返回返回newfd。