【Linux】基础IO

一、回顾C语言文件操作

  1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 4 #define LOG "log.txt"5 6 int main()7 {8   //w 默认写方式打开文件，如果文件不在，就创建它9   //默认如果是打开，内容会被自动清空10   //同时，每次进行写入的时候，都会从最开始写入11   FILE* fp=fopen(LOG,"w");  //"r"只读 ，"a"追加12   if(fp==NULL)13   {14     perror("fopen");  //判断是否创建成功15     return 1;16   }17 18   //文件打开成功，进行文件操作19   const char* msg="hello linux!";20   int cnt=5;21   while(cnt)22   {23     fprintf(fp,"%s: %d: tzc\n",msg,cnt);  //打印到文件中 24     //fprintf(stdout,"%s: %d: tzc\n",msg,cnt);  //stdout 打印到显示器文件中                           25     //fputs(msg,fp);26     cnt--;27   }28   fclose(fp);  //关闭文件29 30   return 0;31 }

 

  C语言有三个默认输入输出流，分别是 stdin，stdout,stderr.将他们分别称为：标准输入，标准输出，标准错误；他们分别对应 键盘、显示器、显示器。
 

代码

#include<stdio.h>int main()
{ const char* str = "hello wrold!\n";fputs(str,stdout); // 向标准输出中打印，即打印在显示器上fputs(str,stdout);fputs(str,stdout);
}

运行结果

二、文件系统调用接口

1. open

open打开文件后会返回一个文件描述符，用来后续进行文件操作

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/types.h>
#include<fcntl.h>int main()
{umask(0); // 防止umask码&设置权限，影响期望权限int fd = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0666); // 以只写方式打开，如果没有该文件就创建，权限为666if(fd<0) // 打开失败{perror("open");return 1;}close(fd);return 0;
}

2.write

第一个参数是需要填写文件描述符，需要操作哪一个文件就将哪一个文件的文件描述符填到第一个参数，第二个参数是要写入的内容，第三个参数是写入的大小
返回值：返回值为实际写入文件数据大小。

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<sys/stat.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<fcntl.h>6 #include<string.h>7 8 int main()9 {10     int fd = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);11     if(fd<0)12     {13         perror("open");14         return 1;15     }16 17     const char* msg = "hello linux!\n";18     int count = 5;19     while(count--)20     {21         char line[256]; //缓存数组22         snprintf(line,sizeof(line),"%s, %d\n",msg,count); //写入line                                                                                                 23         write(fd, msg,strlen(msg));// 写入时不需要写入'\0'，字符串以'\0'结束只是C语言的规定，文件中字符串不需要'\0'24     }25     close(fd);26     return 0;27 }

3.read

第一个参数是文件描述符，第二个参数是读取到哪个位置，第三个参数是读取多大
需要注意的是读取的时候直接全文进行读取，不会按行读取。

  1 #include<stdio.h>                                                                                                                                                    2 #include<unistd.h>3 #include<sys/stat.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<fcntl.h>6 #include<string.h>7 8 9 int main()10 {11     int fd = open("./log.txt",O_RDONLY);12     if(fd<0)13     {14         perror("open");15         return 1;16     }17 18     char buf[1024];19     ssize_t s = read(fd, buf, sizeof(buf)-1);// 将文件内容读出，需将字符串末尾加'\0'20     if(s>0)21     {22         buf[s] = 0;23         printf("%s\n",buf); //将读取到的字符串打印出来24     }25     else26     {27         printf("read failed\n");28     }29     return 0;30 }

三、文件描述符

文件描述符就是调用系统接口open的返回值，打开成功返回该文件的文件描述符，打开失败返回-1。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/types.h>
#include<fcntl.h>int main()
{int fd1 = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);int fd2 = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);int fd3 = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);int fd4 = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);printf("fd1: %d\n",fd1);printf("fd2: %d\n",fd2);printf("fd3: %d\n",fd3);printf("fd4: %d\n",fd4);return 0;
}

实际上文件描述符就是一个数组的下标，如何理解？
系统的标准输入，标准输出和标准错误占据了数组的前三个位置，所以我们进程在打开文件的时候，默认文件描述符就是从3开始。
 
如何验证？

四、重定向

1.输出重定向

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<sys/stat.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<fcntl.h>6 #include<string.h>7  8 int main()9 {10     close(1); // 关闭标准输出11     int fd = open("./log.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644);12     // int fd = open("./log.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0644); // 追加重定向 只是换成append       13     if(fd<0)14     {                                                                                     15        perror("open");                                                                    16        return 1;                                                                          17     }                                                                                     18                                                                                           19     int count = 5;                                                                        20     while(count--)                                                                        21     {                                                                                     22         printf("hello world!\n");                                                         23     }                                                                                     24                                                                                           25     return 0;                                                                             26 } 

原理：

2.输入重定向

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<sys/stat.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<fcntl.h>6 #include<string.h>7 8 int main()9 {10     close(0); // 关闭标准输入11     int fd = open("./log.txt", O_RDONLY);12     if(fd<0)13     {14        perror("open");15        return 1;                                                                                      16     }17 18     int a,b;19     scanf("%d %d",&a,&b);20     printf("a=%d, b=%d\n",a,b);21 22     return 0;23 }

原理跟输出重定向相同，不过要关闭的是stdin

除了代码方式，我们可以通过指令方式进行重定向

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<sys/stat.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<fcntl.h>6 #include<string.h>7 8 int main()9 {10     printf("you can see me!\n");11     printf("you can see me!\n");12     printf("you can see me!\n");13     printf("you can see me!\n");14 15     fprintf(stdout,"hello linux!\n");16     fprintf(stdout,"hello linux!\n");17     fprintf(stdout,"hello linux!\n");18 19     fprintf(stderr,"hello tzc!\n");20     fprintf(stderr,"hello tzc!\n");                                                                                                                                                        21     fprintf(stderr,"hello tzc!\n");22 23 24     return 0;25 }

将原本输出到显示器文件中的数据重定向到log.txt中，重定向stdout的内容，所以stderr中的内容还是被打印到显示器文件中了

如果要对标准错误（stderr）的内容重定向到文件中可以另加修饰。

此时我们可以看到标准错误和标准输出都打印到同一个文件中。
也可以进行分开重定向

五、dup2

我们发现在对数据进行重定向的时候，操作比较复杂，系统提供了一个函数用来简化重定向操作

 
dup2有两个参数，oldfd和newfd,他的底层原理实际是将newfd的指针覆盖，换成指定oldfd位置的指针

使用：

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<sys/stat.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<fcntl.h>6 #include<string.h>7 8 #define LOG "log.txt"9 10 int main()11 {12     int fd=open(LOG,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666); //打开文件13     if(fd==-1)14     {15         perror("open");16         return -1;17     }18 19     dup2(fd,1); //将下标为1位置的内容覆盖为fd位置下标中内容20 21     printf("hello linux!\n");22     printf("hello linux!\n");23     printf("hello linux!\n");                                                                                                                                                              24 25     return 0;26 }