linux系统编程之一

1）fcntl的使用方法
fcntl作用:可以用fcntl函数改变一个已打开的文件属性而不必重新打开文件；

堆排序是完全二叉树，但不是排序二叉树；
排序二叉树要求兄弟节点之间有大小关系，比如说左小右大；
堆排序仅要求父亲节点和孩子节点有大小关系；在vim命令行中,打开另一个文件的操作方法：
输入":e test.txt";复制完程序后(按tab按键查找需要打开的文件)，再":e#"，回到当前的文件中；//fcntl的使用方法(获取(修改)文件描述符的权限)
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/fcntl.h>
using namespace std;int main(int argc, char *argv[])
{int flags;flags =  fcntl(STDIN_FILENO,F_GETFL); //从标准输入文件描述符中读取文件的flag标志；flags |= O_NONBLOCK;fcntl(0,F_SETFL,flags); //把修改后的flags写回标准输入文件结构体中去char buf[10];ssize_t n;while(1){n = read(0,buf,5);sleep(1);if(n >= 0) break;if(errno != EAGAIN){perror("read");return -1;}write(1,"try again?\n",11);}write(1,buf,n);return 0;
}2)%x和%#x的区别；c语言中%x的意思是16进制输出。2、c语言中符合%#的意思是带格式输出；
3)putchar(10); //换行;4)epoll的学习
需要包含头文件#include <sys/epoll.h>
STDIN_FILENO等的使用，需要包含unistd.h头文件
F_GETFL等的使用，需要包含#include<sys/fcntl.h>头文件
ioctl如果用的话，需要包含头文件#include<sys/ioctl.h>
操作目录是时候，需要添加dirent.h和sys/types.h  注：dirent[戴尔闰他]其实就是 directory entry 的缩写
errno 是记录系统的最后一次错误代码
O_ACCMODE是文件的进入权限，默认是文件可读可写；5)fcntl的使用方法
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/fcntl.h>
using namespace std;int main(int argc, char *argv[])
{int flags;flags = fcntl(atoi(argv[1]),F_GETFL);switch (flags & O_ACCMODE){case O_RDONLY:printf("read only");break;case O_WRONLY:printf("write only");break;case O_RDWR:printf("read write");break;            default:break;}// printf("flags is: %#x\r\n",flags);putchar(10);return 0;
}

2)ioctl用于向设备发控制和配置命令

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>using namespace std;int main(int argc, char *argv[])
{struct winsize size;if(isatty(1) == 0){printf("1 is not tty\r\n");exit(1);}if(ioctl(1,TIOCGWINSZ,&size) < 0){perror("ioctl");exit(1);}printf("%drows,%d columns\n",size.ws_row,size.ws_col); //打印当前终端是多少行，多少列return 0;
}
//做多线程的时候，功能和入口要分开；避免高内聚，实现低耦合；
//所谓线程池：就是固定的n个线程，抢一个任务队列中的任务；

3)线程池的应用

//线程池计算5000000里面的素数
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <functional>
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <queue>
#include <condition_variable>using namespace std;class Task
{
private:function<void()> func;
public:template<typename FUNC_T,typename ...ARGS>Task(FUNC_T f,ARGS ...args){func = bind(f, forward<ARGS>(args)...);}void run(){func();}
};class ThreadPool
{
private:std::vector<thread*> trr;unordered_map<thread::id,bool> running;queue<Task*> task_q; //任务队列mutex mtx;condition_variable cond;bool starting; //线程开始状态void stop_running() //毒药方法{auto id= this_thread::get_id();running[id] = false;return;}Task* get_Task(){unique_lock<mutex> lock(mtx);while(task_q.empty()) //防止被假唤醒{cond.wait(lock);}Task* t = task_q.front();task_q.pop();return t;}public:ThreadPool(int n = 1) : trr(n),starting(false){this->start();}void worker(){auto id = this_thread::get_id();running[id] = true;while( running[id]){//获取任务            Task* t = get_Task();//执行            t->run(); //动态申请的，所以得用delete删除掉delete t;}}void stop(){for(int i = 0; i<trr.size(); i++){add_task(&ThreadPool::stop_running,this);}for(int i = 0; i<trr.size(); i++){trr[i]->join(); //等待者都被毒死}for(int i = 0; i<trr.size(); i++){delete trr[i];trr[i] = nullptr;}}void start(){for(int i = 0; i < trr.size(); i++){trr[i] = new thread(&ThreadPool::worker,this);}}template<typename FUNC_T,typename... ARGS>void add_task(FUNC_T f,ARGS ...args){//上锁unique_lock<mutex> lock(mtx);task_q.push(new Task(f,forward<ARGS>(args)...));//解锁:同时通知队列中有任务的条件已经达成cond.notify_one(); //锁被解开}virtual ~ThreadPool(){this->stop();while(!task_q.empty()){delete task_q.front();task_q.pop();}}
};bool is_prime(int x)
{for(int i = 2; i*i <= x; i++){if(x%i == 0)return false;}return true;
}int count_prime(int l,int r)
{int cnt = 0;for(int i = l; i <= r; i++){cnt += is_prime(i);}return cnt;
}void work(int l,int r,int& ret) //工作线程
{cout<<std::this_thread::get_id()<<": begin"<<endl;ret = count_prime(l,r);cout<<std::this_thread::get_id()<<": end"<<endl;   
}int main(int argc, char *argv[])
{const int batch = 5000000;int ret[10];ThreadPool tp(5);for(int i = 0, j = 1; i <10; i++, j += batch){tp.add_task(work,j+batch-1,ref(ret[i]));}tp.stop();int ans = 0;for(auto x: ret){ans += x;}cout<<ans<<endl;return 0;
}

4）缓冲区的概要

//缓冲分为全缓冲，行缓冲，无缓冲;
//stdout是行缓冲
//stderr是无缓冲
int main(int argc, char** argv)
{for(int i = 0; i < 1025; i++) //从测试看，缓冲区是1024;fputc('A',stdout); while(1) //不能让程序结束，如果程序结束，则会自动调用写文件操作；{;}return 0;
}

5）open打开方式的mode介绍

S_IRWXU中的S是　stat的意思; 权限位的设置
//如果要用O_CREAT，则要用第3个参数mode,经过测试，如果没有O_CREAT，也能创建文件，但是得到的文件不对；
系统的open的mode用的是S_IRWXU等等，fopen用的如是"r r+"等等; 一个'r',其实带有好多信息；
open中的flags分为必选项和可选项；
errno:错误码,用stderr输出的叫错误描述符
printf(“errno = %d\n”,errno); //打印错误代码errno
fprintf(stderr,“stderr\n”); //标准出错输出stderr
perror(“perror:”); //输出perror:具体错误信息，相当于做翻译用的
printf(“strerror:%s\n”, strerror(errno)); //输出strerror:具体错误信息//注意下面两个是不同的头文件
#include<error.h>
#include<errno.h>
3)open的使用方法
int main(int argc, char** argv)
{if(argc < 2){printf("usage: cmd filename\r\n");return -1;}int fd = open(argv[1],O_WRONLY | O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH); //一大堆，其实就是0644printf("%s\r\n",argv[1]);if(fd < 0){perror("open rgv[1]");exit(-1);}else{perror("open rgv[1]");}return 0;
}

6）read,write,ftell,rewind,lseek,fseek,fgetc,fputc等函数的使用及测试文件；

4) umask的使用 终端输入umask，则输出0002;
exit(-1)和return (-1)的区别在哪里？
exit是退出当前进程，而retrun退出当前函数，所以exit范围更广；5)如何用终端的命令，查看函数的返回值呢？“echo $?”就可以了；
在文件创建中，flag设置O_CREAT|O_EXCL,目的是这个文件必须是自己创建的，已有文件不可以。EXCL的全程是：exclusive美 [ɪkˈskluːsɪv] 独有的
说白了就是：当前进程必须自己创建一个新的文件，而不能使用已有的文件！！！6)ssize_t的第一个s代表的是sign，是有符号的意思；n = read(fd,buf,10); //read的第3个参数是希望读10个数据，但具体多少要看返回值n是多少数据;//read的使用方法
int main(int argc, char** argv)
{char buf[128];if(argc < 2){printf("usage: cmd filename\r\n");return -1;}int fd = open(argv[1],O_RDONLY); ssize_t n = read(fd,buf,10);printf("read bytes is %d\r\n",n);for(ssize_t i = 0; i < n; i++)printf("%c",buf[i]);        putchar(10);n = read(fd,buf,10); //read的第3个参数是希望读10个数据，但具体多少要看返回值n是多少数据;printf("read bytes is %d\r\n",n);for(ssize_t i = 0; i < n; i++)printf("%c",buf[i]);putchar(10);close(fd);return 0;
}7) 从终端设备读，通常以行为单位，读到换行符就返回了,再把读到的数据输出到屏幕上；ssize_t n = read(STDIN_FILENO,buf,10); //shell一直监视终端stdin是否有数据，当一个终端的程序运行起来的时候，shell程序就会退到后台，不运行了，知道终端的程序运行完，才可以使shell继续运行；
int main(int argc, char** argv)
{char buf[128];ssize_t n = read(STDIN_FILENO,buf,10);if(n < 0){perror("read stdin");exit(-1);}n = write(STDOUT_FILENO,buf,n);if(n < 0){perror("write stdin");exit(-1);}return 0;
}8)程序的三种状态，睡眠状态，和运行状态；运行状态又分两种，正在被调度执行状态和就绪状态；#define	EWOULDBLOCK	EAGAIN	/* Operation would block */
EWOULDBLOCK == EAGAIN；EWOULDBLOCK = would block　虚拟语气，应该阻塞
终端就是：/dev/tty = STDIN_FILENO|STDOUT_FILENO;9)非阻塞从终端上读取数据，并打印到屏幕
int main(int argc, char** argv)
{char buf[128];ssize_t n;int fd = open("/dev/tty",O_RDONLY|O_NONBLOCK); //O_RDONLY|O_NONBLOCKif(fd < 0){perror("open /dev/tty");exit(-1);}while(1){ssize_t n = read(fd,buf,10);if(n >= 0 ){      printf("read num %d\r\n",n);            write(STDOUT_FILENO,buf,n);            break;}  if(errno != EAGAIN){perror("other error");exit(-1);}write(STDOUT_FILENO,"try try?\n",9);sleep(1);}close(fd);return 0;
}10)EOF的使用及fgetc的使用
EOF宏就是-1; //对"-1"的补码是255,按位取反是0;如：while(~(c = fgetc(fp)))
int main(int argc, char** argv)
{FILE* fp = fopen("./test.txt","r");char c;while((c = fgetc(fp)) != EOF) //千万别写成这样： while(c = fgetc(fp) != EOF) printf("%c",c);fclose(fp);return 0;
}11)r r+ w w+分别代表:
r:	以只读方式打开文件；
r+:	以读写方式打开文件,原有文件不清除；
w:	以只写方式打开文件,如果文件不存在，则自动创建。如果文件已经存在，把原有的文件内容删除光。再写入新的内容
w+:	以读写模式打开文件，原有文件清空；int main(int argc, char** argv)
{FILE* fp = fopen(argv[1],"w+");if(!fp){perror("open file");exit(-1);        }fputc('J',fp);fputc('L',fp);fputc('5',fp);int n = fgetc(fp); //如果在fopen中，模式是"w",则输出的是"-1";printf("--------   %d\r\n",n);fclose(fp);return 0;
}12)利用fgetc和fputc实现文件的拷贝，案例如下
int main(int argc, char** argv)
{if(argc < 3){printf("uage: cmd + src + dest\r\n");return 1;}FILE* fp1 = fopen(argv[1],"r");if(!fp1){perror("open read file");exit(-1);        }FILE* fp2 = fopen(argv[2],"w");if(!fp2){perror("open write file");exit(-1);        }    char c;while(~(c = fgetc(fp1)))fputc(c,fp2);fclose(fp1);fclose(fp2);    return 0;
}13)fseek的使用,seek是寻找的意思；fseek函数的功能：设置文件指针stream的位置。
whence is:SEEK_CUR,SEEK_END,SEET_SET;
SEET_SET是从文件指针的开始位置计算，按道理说应该写SEET_START更好；
rewind函数：C程序中的库函数，功能是将文件内部的指针重新指向一个流的开头
ftell函数: 在c语言中,ftell函数用来返回当前文件指针的位置;
//fseek，rewind,ftell等函数的使用案例：
int main(int argc, char** argv) 
{FILE* fp = fopen(argv[1],"r+");if(!fp){perror("open  file");exit(-1);        }// rewind(fp);fseek(fp,3,SEEK_SET);printf("pos = %d\n",ftell(fp));fputc('M',fp);fputc('D',fp);printf("pos = %d\n",ftell(fp));    fclose(fp);return 0;
}14)判断一个文件的大小，案例如下：
int main(int argc, char** argv)
{FILE* fp = fopen(argv[1],"r");if(!fp){perror("open  file");exit(-1);        }fseek(fp,0,SEEK_END);printf("file size is: = %d\n",ftell(fp));    fclose(fp);return 0;
}14)lseek的使用方法：lseek的返回值是有意义的，会返回文件的pos位置；从0开始计算;
计算文件的开始位置的偏移量；
int main(int argc, char** argv)
{char buf[10];int n = 0;int fd = open("./test2.txt",O_RDONLY);if(fd < 0){perror("open file");exit(1);}//123MDN789n = read(fd,buf,1);write(STDOUT_FILENO,buf,n); //Ylseek(fd,5,SEEK_CUR);    //如果SEEK_SET,则是N，如果是SEEK_CUR,则是7；n = read(fd,buf,1);    write(STDOUT_FILENO,buf,n); //N    close(fd);return 0;
}