Linux文件IO(3):使用文件IO进行文件的打开、关闭、读写、定位等相关操作

目录

1. 文件IO的概念

2. 文件描述符概念

3. 函数介绍

3.1 文件IO-open函数

3.2 文件IO-close函数

3.3 文件IO-read函数

3.4 文件IO-write函数

3.5 文件IO-lseek函数 

4. 代码练习 

4.1 要求

4.2 具体实现代码 

4.3 测试结果 

5. 总结

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1. 文件IO的概念

posix(可移植操作系统接口)定义的一组函数；

不提供缓冲机制，每次读写操作都引起系统调用；

核心概念是文件描述符；

访问各种类型文件；

Linux下, 标准IO基于文件IO实现；

注意：文件IO不提供缓冲机制。

文件IO与标准IO的对比如下表：

	标准IO	文件IO
打开	fopen,freopen,fdopen	open
关闭	fclose	close
读	getc,fgetc,getchar,fgets,gets,fread	read
写	putc,fputc,putchar,fputs,puts,fwrite	write

2. 文件描述符概念

• 每个打开的文件都对应一个文件描述符。
• 文件描述符是一个非负整数。Linux为程序中每个打开的文件分配一个文件描述符。
• 文件描述符从0开始分配，依次递增。
• 文件IO操作通过文件描述符来完成。

3. 函数介绍

3.1 文件IO-open函数

open函数用来创建或打开一个文件

 #include <fcntl.h>int open(const char *pathname, int flags);int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

• 成功时返回文件描述符；出错时返回EOF
• 打开文件时使用两个参数
• 创建文件时第三个参数指定新文件的权限，（只有在建立新文件时有效）此外真正建文件时的权限会受到umask 值影响，实际权限是mode-umaks
• 可以打开设备文件，但是不能创建设备文件
• umask ：用来设定文件或目录的初始权限
• 文件和目录的真正初始权限
• 文件或目录的初始权限 = 文件或目录的最大默认权限 - umask权限

open函数具体介绍如下：

原型	int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);
参数	pathname	被打开的文件名（可包括路径名）
	flags	O_RDONLY：只读方式打开	这三个参数互斥
		O_WRONLY：只写方式打开
		O_RDWR：读写方式打开
		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时文件存在，则可返回错误信息，这一参数可测试文件是否存在。
		O_NOCTTY：使用本参数时，如文件为终端，那么终端不可以作为调用open()系统调用的那个进程的控制终端。
		O_TRUNC：如文件已经存在，那么打开文件时先删除文件中原有数据。
		O_APPEND：以添加方式打开文件，所以对文件的写操作都在文件的末尾进行。
	mode	被打开文件的存取权限，为8进制表示法。

标准IO与文件IO 文件打开方式参数对照如下：

r	O_RDONLY
r+	O_RDWR
w	O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0664
w+	O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0664
a	O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0664
a+	O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND, 0664

3.2 文件IO-close函数

close函数用来关闭一个打开的文件:

 #include  <unistd.h>int  close(int fd);

• 成功时返回0；出错时返回EOF
• 程序结束时自动关闭所有打开的文件
• 文件关闭后，文件描述符不再代表文件 

3.3 文件IO-read函数

read函数用来从文件中读取数据: 

#include  <unistd.h>ssize_t  read(int fd, void *buf, size_t count);

• 成功时返回实际读取的字节数；出错时返回EOF
• 读到文件末尾时返回0
• buf是接收数据的缓冲区
• count不应超过buf大小

3.4 文件IO-write函数

write函数用来向文件写入数据:

 #include  <unistd.h>ssize_t  write(int fd, void *buf, size_t count);

• 成功时返回实际写入的字节数；出错时返回EOF
• buf是发送数据的缓冲区
• count不应超过buf大小

3.5 文件IO-lseek函数 

lseek函数用来定位文件:

#include  <unistd.h>off_t  lseek(int fd, off_t offset, intt whence);

• 成功时返回当前的文件读写位置；出错时返回EOF
• 参数offset和参数whence同fseek完全一样

4. 代码练习 

4.1 要求

1、每隔1s以指定格式 “年-月-日” 分别写入文件和缓冲区；

2、该程序无限循环，直到Ctrl+C中断程序；

4.2 具体实现代码 

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <time.h>int main(int argc,char*argv[])
{int fd;int ret;int linecount = 0;time_t ctime;struct tm* ctimester;fd = open("1.txt",O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND,0666);if(fd<0){printf("open file failed\n");return 0;}while(1){ctime = time(NULL);ctimester = localtime(&ctime);//Get Timechar str[32];//Write Stringprintf("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",ctimester->tm_year+1900,ctimester->tm_mon+1,ctimester->tm_mday,ctimester->tm_hour,ctimester->tm_min,ctimester->tm_sec);sprintf(str,"%d, %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",linecount++,ctimester->tm_year+1900,ctimester->tm_mon+1,ctimester->tm_mday,ctimester->tm_hour,ctimester->tm_min,ctimester->tm_sec);ret = write(fd,str,strlen(str));if(ret<0){perror("write");goto END;}lseek(fd,0,SEEK_SET);sleep(1);}END:close(fd);return 0;
}

4.3 测试结果 

5. 总结

本文总结了Linux下文件IO的打开、关闭、读写、定位函数介绍，并根据这些函数进行了一个包含文件打开关闭、读写、格式化输出等内容的实现。