linux系统中文件IO常用的函数(总结)

文件IO

  • 1. 什么是文件IO
  • 2. 什么是fd
  • 3. 文件IO常用函数
    • 3.1 文件IO之open函数
      • 3.1.1 open函数实例1
      • 3.1.2 open函数实例2:O_EXIT和O_CREAT结合使用
    • 3.2. 文件IO之read函数
      • 3.2.1 read函数实例
    • 3.3 文件IO之write函数
      • 3.3.1 write函数实例
    • 3.4 文件IO之close函数
      • 3.4.1 close函数实例
    • 3.5. 文件IO之lseek函数
      • 3.5.1 lseek函数实例

1. 什么是文件IO

文件IO实质上是系统的调用,对于文件IO来说,它是没有缓冲区的,效率较低,可移植性差。

2. 什么是fd

fd指的是文件描述符,文件描述符是整数值,从0开始,当使用read()函数进行打开一个文件的时候返回的就是一个文件描述符fd。
这时fd就代表这个打开的文件,对文件的操作就可以通过这个fd完成。
在一个程序中默认打开的文件个数是1024个,所以fd的范围是0~1023
查看的命令是ulimit -a
linux系统中文件IO常用的函数(总结)_第1张图片
如果要修改程序中可以打开的默认文件个数这个限制的话可以
通过命令 ulimit -n 2048 进行修改。

在一个正在执行的程序中0,1,2这三个文件描述符已经被占用了。

fd 功能
0 标准输入
1 标准输出
2 标准出错

举例:

#include 

int main(int argc,const char * argv[])
{
    printf("%d\n",stdin->_fileno);//_fileno就是文件描述符
    printf("%d\n",stdout->_fileno);
    printf("%d\n",stderr->_fileno);
    return 0;
}

在这里插入图片描述

3. 文件IO常用函数

注:由于我在include <head.h>的头文件已经声明了以下函数的头文件
	在写程序的时候将不会在写出他们的头文件
且提前定义:
#define PRINT_ERR(msg) \
    do                 \
    {                  \
        perror(msg);   \
        return -1;     \
    } while (0)

3.1 文件IO之open函数

umask是文件的掩码位0002
在这里插入图片描述

#include 
#include 
#include 

int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
功能:使用文件IO的方式打开一个文件
参数:
	@pathname:想要打开文件的路径即名字
	@flags:打开的标志
		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		创建文件,如果使用了O_CREAT就必须填写mode参数
		/*(mode&(~umask)) 这是实际创建文件的权限
		  普通文件的最大权限是0666即 (rw-rw-rw-)
		  加入将modo设为0666,那实际的文件权限为
		  (0666)&(~0002)=0664 即(rw-rw-r)
		*/
		O_TRUNC		清空文件
		O_EXIT		和O_CREAT结合使用,如果文件不存在就创建
					如果文件存在就返回错误码EEXIT
	返回值:成功返回文件描述符fd (通常是>=3)
			失败返回-1,置位错误码
标准IO 文件IO 功能
“r” O_RDONLY 以只读的方式打开文件
“r+” O_RDWR 以读写的方式打开文件
“w” O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666 以只写的方式打开文件,如果文件不存在则建立文件,如果文件存在则清空文件
“w+” O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0666 以读写的方式打开文件,如果文件不存在则建立文件,如果文件存在则清空文件
“a” O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0666 以追加的方式打开文件,如果文件不存在则建立文件,如果文件存在则结尾写
“a+” O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND,0666 以追加和读的方式打开文件,如果文件不存在则建立文件,如果文件存在则结尾写,从开头读

3.1.1 open函数实例1

#include 

int main(int argc,const char * argv[])
{
    int fd,fd1;
    //在当前目录下以读写的方式打开一个hello.txt文件
    //如果不存在则创建该文件,存在则清空内容
    if((fd=open("./hello.txt",O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0666))==-1)
        PRINT_ERR("open file error");
    
    printf("fd=%d\n",fd);
    //在当前目录下以只读的方式打开一个hello.txt文件
    if((fd1=open("./hello.txt",O_RDONLY))==-1)
        PRINT_ERR("open file error");
    printf("fd1=%d\n",fd1);

    return 0;
}

代码结果:成功创建了hello.txt文件
在这里插入图片描述
为什么fd和fd1会不一样呢?
因为同一个文件可以被打开多次且每一次打开的时候都会产生一个新的文件描述符。

3.1.2 open函数实例2:O_EXIT和O_CREAT结合使用

上个代码已经创建了hello.txt文件。

#include 

int main(int argc,const char * argv[])
{
    int fd,fd1;
    //在当前目录下以读写的方式打开一个hello.txt文件,如果不存在则创建该文件
    //如果存在则返回EEXIST的错误
    if((fd=open("./hello.txt",O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL,0666))==-1)
    {
        if(errno==EEXIST)
        {
            printf("文件以存在\n");
            //如果文件存在则用只读的方式打开
            fd=open("./hello.txt",O_RDONLY);
        }
        else//不是以存在的错误则返回打开文件错误
        {
            PRINT_ERR("open file error");
        }
    }
    return 0;
}

代码结果:
在这里插入图片描述

3.2. 文件IO之read函数

#include 
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
功能:从文件中读数据到buf中
参数:
	@fd:文件描述符
	@buf:存放数据的首地址
	@count:本次读的字节的个数
返回值:成功返回读到的字节数(>0)
		读取到了EFO=0)
		失败返回-1,置位错误码

3.2.1 read函数实例

#include 

int main(int argc,const char * argv[])
{
    int fd;
    char buff[128]={0};
    //入参合理性检查
    if(argc!=2)
    {
        fprintf(stderr,"input error\n");
        fprintf(stderr,"usage:./a.out filename\n");
        return -1;
    }
    if((fd=open(argv[1],O_RDONLY))==-1)
    {
        PRINT_ERR("open error");
    }
    //循环读文件
    while(read(fd,buff,sizeof(buff))!=0)
    {
        printf("%s",buff);
        memset(buff,0,sizeof(buff));//初始化数组
    }
    puts("");

    return 0;
}

代码结果:
linux系统中文件IO常用的函数(总结)_第2张图片

3.3 文件IO之write函数

#include 
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能:从buf中读数据到文件中
参数:
	@fd:文件描述符
	@buf:要写入文件的数据的首地址
	@count:写入的字节的个数
返回值:成功返回写的字节数(>0)
		失败返回-1,置位错误码

3.3.1 write函数实例

#include 

int main(int argc,const char * argv[])
{
    int fd;
    char buff[128]="hello everybody";
    if((fd=open("hello.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666))==-1)
    {
        PRINT_ERR("open error");
    }
    write(fd,buff,strlen(buff));
    return 0;
}

代码结果:
linux系统中文件IO常用的函数(总结)_第3张图片

3.4 文件IO之close函数

#include 
int close(int fd);
功能:关闭文件
参数:
	@fd:文件描述符
返回值:成功返回0,失败返回-1,置位错误码

3.4.1 close函数实例

#include 

int main(int argc,const char * argv[])
{
    int fd;
    char buff[128]="hello everybody";
    if((fd=open("hello.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666))==-1)
    {
        PRINT_ERR("open error");
    }
    write(fd,buff,strlen(buff));
    write(1,buff,strlen(buff));//向标准输出中写数据,写在终端上
    puts("");
    close(fd);//关闭文件
    close(1);//关闭标准输出
    write(1,buff,strlen(buff));//标准输出被关闭,无法写在终端上
    puts("");
    return 0;
}

代码结果:
linux系统中文件IO常用的函数(总结)_第4张图片
由于关闭了标准输出,无法写入第二次

3.5. 文件IO之lseek函数

#include 
#include 
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
功能:修改文件中光标的位置
参数:
	@fd:文件描述符
	@offset:偏移位置
			>0:向后偏移
			=0:不偏移
			<0:向前偏移
	@whence:从哪开始进行偏移
			SEEK_SET  从头开始偏移
			SEEK_END  从结尾开始偏移
			SEEK_CUR  从当前位置开始偏移
返回值:成功返回光标位置到开头的字节数
		失败返回-1,置位错误码

3.5.1 lseek函数实例

#include 

int main(int argc,const char * argv[])
{
    int fd;
    char buff[128]={0};
    //入参合理性检查
    if(argc!=2)
    {
        fprintf(stderr,"input error\n");
        fprintf(stderr,"usage:./a.out filename\n");
        return -1;
    }
    if((fd=open(argv[1],O_RDONLY))==-1)
    {
        PRINT_ERR("open error");
    }
    printf("file size=%ld\n",lseek(fd,0,SEEK_END));
    close(fd);
    return 0;
}

代码结果:
linux系统中文件IO常用的函数(总结)_第5张图片
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