小何讲Linux： 基本文件操作和实例
文件操作的基本概念参见博客： 小何讲Linux： 底层文件I/O操作
1. 函数说明
- open()函数：是用于打开或创建文件，在打开或创建文件时可以指定文件的属性及用户的权限等各种参数。
所谓打开文件实质上是在进程与文件之间建立起一种连接，而“文件描述符”唯一地标识着这样一个连接 - close()函数：是用于关闭一个被打开的文件。当一个进程终止时，所有被它打开的文件都由内核自动关闭，很多程序都使用这一功能而不显示地关闭一个文件。
- read()函数：是用于将从指定的文件描述符中读出的数据放到缓存区中，并返回实际读入的字节数。若返回0，则表示没有数据可读，即已达到文件尾。读操作从文件的当前指针位置开始。当从终端设备文件中读出数据时，通常一次最多读一行。
- write()函数：是用于向打开的文件写数据，写操作从文件的当前指针位置开始。对磁盘文件进行写操作，若磁盘已满或超出该文件的长度，则write()函数返回失败。
- lseek()函数：是将文件指针定位到相应的位置。它只能用在可定位（可随机访问）文件操作中。管道、套接字和大部分字符设备文件是不可定位的，所以在这些文件的操作中无法使用lseek()调用。
2. open()函数语法要点
所需头文件
#include
#include
#include
函数原型
int open(const char *pathname, int flags, int perms)
在操作文件之前，首先必须打开文件。open函数的打开原理就是将进程files_struct结构体和文件对象file相关联。
函数原型
int open(const char *pathname, int flags, int perms)
pathname ：被打开的文件名（可包括路径名）。
flags ：文件打开的方式（用下列一个或多个常数进行或运算构成定义，这些常数在fcntl.h 中定义）
O_RDONLY ：以只读方式打开文件
O_WRONLY：以只写方式打开文件
O_RDWR： 以读写方式打开文件
O_CREAT：如果该文件不存在，就创建一个新的文件，并用第三个参数为其设置权限
O_EXCL：如果使用O_CREAT时文件已存在，则返回错误消息。这一参数可测试文件是否存在。此时open是原子操作，防止多个进程同时创建同一个文件
O_NOCTTY：使用本参数时，若文件为终端，则不将此设备分配作为此进程的控制终端
O_TRUNC：若文件已经存在，那么会删除文件中的全部原有数据，并且设置文件大小为0。
O_APPEND：以添加方式打开文件，在打开文件的同时，文件指针指向文件末尾，即将写入的数据添加到文件的末尾。
O_NONBLOCK 如果pathname指的是一个FIFO、一个块特殊文件或一个字符特殊文件，则该选项将此文件的本次打开操作和后续的I/O操作设置非阻塞方式。
O_SYNC 使每次write都等到物理I/O操作完成
flag参数可通过“| ”组合构成，但前3个标志常量（O_RDONLY、O_WRONLY 以及O_RDWR）不能相互组合。
perms被创建文件的存取权限（仅当创建新文件时才使用）
可以用一组宏定义：S_I(R/W/X)(USR/GRP/OTH)
其中R/W/X分别表示读/写/执行权限
USR/GRP/OTH分别表示文件所有者/文件所属组/其他用户
perms 是文件的存取权限，既可以用宏定义表示法，也可以用八进制表示法。
例如，S_IRUSR | S_IWUSR表示设置文件所有者的可读可写属性。八进制表示法中600也表示同样的权限
S_IRWXU－设置文件所有者具有全部权限。
函数返回值
成功：返回文件描述符（返回的文件描述符一定是最小的未用描述符数字）
失败：-1
3. close()函数语法要点
所需头文件
#include
函数原型
int close(int fd)
函数输入值
fd：文件描述符
函数返回值
0： 成功
-1：出错
4. read()函数语法要点
所需头文件：#include
函数原型：ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)
参数：
fd：文件描述符
buf：指向存放读出数据的缓冲区的指针
count：指定读出的字节数
函数返回值
成功：读到的字节数
0：已到达文件尾
-1：出错（如以非阻塞方式打开的文件上无数据可读时）
注意：
- 有多种情况可使实际读到的字节数少于要求读的字节数：
- 读普通文件时，在读到要求字节数之前已到达了文件尾端。例如，若在到达文件尾端之前还有30个字节，而要求读100个字节，则read返回30，下一次再调用read时，它将返回0 (文件尾端)。
- 当从终端设备读时，通常一次最多读一行。
- 当从网络读时，网络中的缓冲机构可能造成返回值小于所要求读的字节数。
- 某些面向记录的设备，例如磁带，一次最多返回一个记录。
- 读操作从文件的当前位移量处开始，在成功返回之后，该位移量增加实际读得的字节数。
5. write()函数语法要点
所需头文件：#include
函数原型：ssize_t write(int fd, void *buf, size_t count)
参数：
fd：文件描述符
buf：指向存放待写入数据的缓冲区的指针
count：指定希望读出的字节数
函数返回值
成功：已写的字节数
出错：-1
在写普通文件时，写操作从文件的当前指针位置开始。
6. lseek()函数语法要点
每个打开文件都有一个与其相关联的“当前文件位移量”。它是一个非负整数，对应从文件开始处计算的字节数，通常，读、写操作都从当前文件位移量处开始，并使位移量增加所读或写的字节数。系统默认：当打开一个文件时，除非指定O_APPEND选择项，否则该位移量被设置为0。
所需头文件
#include
#include
函数原型：off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence)
参数
fd：文件描述符
offset：偏移量，需要移动的距离，单位是字节，可正可负（向前移，向后移）
函数原型off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence)
参数：
whence：基准位置
- SEEK_SET：基准位置为文件的开头，新位置为偏移量的大小
- SEEK_CUR：基准位置为文件指针的当前位置，新位置为当前位置加上偏移量
- SEEK_END：基准位置为文件的结尾，新位置为文件的大小加上偏移量的大小
成功：文件的当前位移，该位移量用于下一个读或写操作。
出错：-1
lseek操作并不引起任何I/O操作，只是修改内核中的记录（修改的是已打开文件对象的f_pos字段）
7. 实例基本功能：
从一个文件（源文件）中读取最后10KB数据并到另一个文件（目标文件）；
在实例中源文件是以只读方式打开；
目标文件是以只写方式打开（可以是读写方式）；
若目标文件不存在，可以创建并设置权限的初始值为644，即文件所有者可读可写，文件所属组和其他用户只能读。
/*将文件src_file中的后10个字节的数据拷贝到dest_file文件中去，前提是src_file中已经准备好了数据*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUFFER_SIZE 15 /* 每次读写缓存大小，影响运行效率*/
#define SRC_FILE_NAME "src_file" /* 源文件名*/
#define DEST_FILE_NAME "dest_file" /* 目标文件名文件名*/
#define OFFSET 10 /* 复制的数据大小*/
int main()
{
int src_file, dest_file;
unsigned char buff[BUFFER_SIZE];
int real_read_len;
/* 以只读方式打开源文件*/
src_file = open(SRC_FILE_NAME, O_RDONLY);
if (src_file < 0 )
{
printf("SRC_FILE Open error\n");
exit(1);
}
/* 以只写方式打开目标文件，若此文件不存在则创建该文件, 访问权限值为644 */
dest_file = open(DEST_FILE_NAME,O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH);
if (dest_file < 0)
{
printf("DEST_FILE_NAME Open error\n");
exit(1);
}
/* 将源文件的读写指针移到最后10KB的起始位置*/
lseek(src_file, -OFFSET, SEEK_END);
/* 读取源文件的最后10KB数据并写到目标文件中，每次读写1KB */
while ((real_read_len = read(src_file, buff, sizeof(buff))) > 0)
{
write(dest_file, buff, real_read_len);
}
close(dest_file);
close(src_file);
return 0;
} 首先编写源文件，在源文件中输入一串字符：（大于10个字节）
在终端中使用cat命令输出目标文件中的内容：
打印变量real_read_len，显示的是10个字节：
读者可以看见，此处只从源文件拷贝了9个字节的内容到目标文件，我觉得应该是文件末尾的结束符eof占了一个字节，所以导致只显示了9个字节的数据，文件结束符eof为不可打印字符，未显示出来。
本人学识浅薄，如果大家知道其中的原因，还望不惜赐教。