【Linux】文件操作

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文件是什么？

文件 = 内容+属性
所有对文件的操作：a.对内容操作 b.对属性操作。
内容是数据，属性其实也是数据。我们访问一个文件（我们是一个进程！），一个文件打开前是：普通的磁盘文件，打开后：将文件加载到内存
一个进程可以打开多个文件

我们研究文件操作的本质：就是进程和被打开文件的关系

进程通过操作系统打开文件，而操作系统提供接口(如fopen)给进程打开磁盘中的文件。

操作系统访问硬件磁盘中的文件，要加载到内存中，而操作系统要管理文件，必须先描述，再组织，所以一个文件的要被打开，一定先在内核中形成被打开的文件对象，即描述PCB。

C常见文件接口复习

1.fopen以写的形式打开，源文件内容会被清空

2.向文件写入字符串，strlen(str),不需要加+1,即不用写入\0

open函数

C语言中的open()函数是打开文件的函数，它可以用于创建或打开文件，并返回一个文件描述符（file descriptor）。

open()函数的声明如下：

#include 

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

其中，第一个参数pathname是指要打开（或创建）的文件的路径名，这个参数是必须的。第二个参数flags是一个控制文件打开方式的标志，这个参数也是必须的。第三个参数mode表示新建文件时的权限，只有在创建新文件时才需要传入。

flags参数常用的取值如下：

• O_RDONLY：只读模式打开文件
• O_WRONLY：只写模式打开文件
• O_RDWR：读写模式打开文件
• O_CREAT：如果文件不存在则创建文件
• O_TRUNC：如果文件已经存在，则把文件截断为0长度
• O_APPEND：以追加模式打开文件

mode参数常用的取值如下：

• S_IRUSR：用户读权限
• S_IWUSR：用户写权限
• S_IXUSR：用户执行权限
• S_IRGRP：组读权限
• S_IWGRP：组写权限
• S_IXGRP：组执行权限
• S_IROTH：其他用户读权限
• S_IWOTH：其他用户写权限
• S_IXOTH：其他用户执行权限

open()函数返回一个文件描述符，这个描述符是一个整数值，它是操作系统为了方便管理文件而提供的一种接口。在后续的文件读写等操作中，我们可以使用这个文件描述符来指代该文件。

如果open()函数执行成功，则返回一个非负整数（文件描述符），否则返回-1。通常，当返回-1时，errno变量会被设置为下面的某个值来表示错误原因：

• EACCES：无法访问指定文件
• ENOENT：指定文件不存在
• EEXIST：文件已经存在，但打开标志中指定了O_CREAT标志
• EINVAL：打开标志无效

例如，要以只读模式打开一个文件，可以这样调用open()函数：

int fd;
fd = open("/path/to/file", O_RDONLY);
if (fd == -1) {
    perror("Error opening file");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

在使用完文件后，应该使用close()函数关闭文件描述符：

int ret;
ret = close(fd);
if (ret == -1) {
    perror("Error closing file");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

这是open()函数的基本用法，还有一些高级用法，比如使用open()函数打开套接字或管道等，不过这些用法超出了本回答的范围。

文件返回值fd

文件的返回值fd是一个连续的小整数，fd的本质就是进程文件描述符表数组的下标！

而OS会默认先打开三个标准文件，标准输入stdin，标准输出stdout，标准错误stderr，下标分别为0，1，2。OS默认打开这三个标准，就是为了让程序员默认进行输入输出代码编写。

进程和打开文件的对应关系，如何进行维护？

如何看待一切皆文件？

stdin,stdout,stderr这些标准文件，都有来实现读写功能的函数，而文件PCB中存储着这些函数的函数指针。

write函数

write()函数是C语言中用于向文件描述符（或者套接字）中写入数据的函数。

write()函数的声明如下：

#include 

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

其中，fd是要写入的文件描述符，buf是指向要写入数据的缓冲区的指针，count是要写入的字节数。

write()函数的返回值是成功写入的字节数，如果出现错误，则返回-1，并设置全局变量errno以指示错误类型。

下面是一个简单的示例，演示如何使用write()函数向文件中写入数据：

#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    int fd;
    ssize_t bytes_written;
    const char *str = "Hello, world!\n";
    
    fd = open("output.txt", O_WRONLY | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    bytes_written = write(fd, str, strlen(str));
    if (bytes_written == -1) {
        perror("write");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    close(fd);
    return 0;
}

在这个示例中，首先使用open()函数打开一个文件，然后使用write()函数向这个文件中写入数据，最后使用close()函数关闭文件描述符。

需要注意的是，write()函数是以字节为单位进行写入的，如果要写入一个字符串，需要使用strlen()函数来获取字符串的长度。此外，write()函数并不会自动在字符串的末尾添加空字符(‘\0’)，所以在写入字符串时需要确保字符串以null结尾，或者传入字符串长度时包含结尾的null字符。

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