【云原生】Linux基础IO(文件理解与操作)
✨个人主页: Yohifo
🎉所属专栏: Linux学习之旅
🎊每篇一句: 图片来源
🎃操作环境: CentOS 7.6 阿里云远程服务器
- Great minds discuss ideas. Average minds discuss events. Small minds discuss people.
- 大智论道,中智论事,小智论人。
文章目录
- 🌇前言
- 🏙️正文
- 1、文件理解
- 2、C语言文件操作
- 2.1、文件打开
- 2.2、文件关闭
- 2.3、文件写入
- 2.4、文件读取
- 3、系统级文件操作
- 3.1、打开 open
- 3.1.1、函数理解
- 3.1.2、位图demo
- 3.2、关闭 close
- 3.3、写入 write
- 3.4、读取 read
- 4、小结
- 4.1、高级语言文件操作的本质
- 🌆总结
🌇前言
文件操作是 基础IO
学习的第一步,我们在 C语言
进阶中,就已经学习了文件相关操作,比如 fopen
和 fclose
,语言层面只要会用就行,但对于系统学习者来说,还要清楚这些函数是如何与硬件进行交互的
调用库函数进行文件操作时的流程
🏙️正文
1、文件理解
先来通过几个问题来理解文件
文件操作的本质是什么?
- 语言层面的文件操作就是直接使用库函数,而事实上,文件操作是系统层面的问题,就像进程管理一样,系统也会通过
先描述,再组织
的方式对文件进行管理、操作
只有 C/C++
这种偏底层的语言才有文件操作吗?
- 并不是,其他语言也支持文件操作,如
Java
;在进行文件操作时,不同语言使用方法可能有所不同,但 本质上都是在调用系统级接口进行操作
文件由什么构成?一般文件放在哪里?
- 文件 =
内容
+属性
- 未使用的文件位于
磁盘
,而使用中的文件属性
会被加载至内存中 - 本文讨论的是已被加载至内存文件的相关操作
系统是如何区分文件的?
- 文件可以同时被多次使用,
OS
为了管理好文件,会像使用task_struct
管理进程一样,通过struct file
存储文件属性进行管理 struct file
结构体包含了文件的各种属性和链接关系
文件是由谁打开的?
- 由用户创建进程,调用系统级接口,再交给
OS
完成文件打开任务,文件写入与读取时也是同理
总结: 真正的文件操作需要结合系统底层学习,而我们之前的文件操作都是 进程
与 OS
间的交互
2、C语言文件操作
在学习 系统级文件操作 前,需要先回顾一下 C语言
中的文件操作
2.1、文件打开
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
通过文件名以指定打开方式,打开文件
打开方式(参数2)
w
只写,如果文件不存在,会新建,文件写入前,会先清空内容a
追加,在文件末尾,对文件进行追加写入,追加前不会清空内容r
只读,打开已存在的文件进行读取,若文件不存在,会打开失败w+
、a+
、r+
读写兼具,区别在于是否会新建文件,只有r+
不会新建
//打开文件进行操作
//在当前目录中打开文件 log.txt
//注意:同一个文件,可以同时多次打开
FILE* fp1 = fopen("log.txt", "w"); //只读
FILE* fp2 = fopen("log.txt", "a"); //追加
FILE* fp3 = fopen("log.txt", "r"); //只写,文件不存在会打开失败FILE* fp4 = fopen("log.txt", "w+"); //可读可写
FILE* fp5 = fopen("log.txt", "a+"); //可读可追加
FILE* fp6 = fopen("log.txt", "r+"); //可读可写,文件不存在会打开失败
若文件打开失败,会返回空 NULL
,可以在打开后判断是否成功
注意: 若参数1直接使用文件名,则此文件需要位于当前程序目录下,如果想指定目录存放,可以使用绝对路径
2.2、文件关闭
文件打开并使用后需要关闭,就像动态内存申请后需要释放一样
int fclose ( FILE * stream );
关闭已打开文件,只需通过 FILE*
指针进行操作即可
//对上面打开的文件进行关闭
//无论以哪种方式打开,关闭方法都一样
fclose(fp1);
fclose(fp2);
fclose(fp3);fclose(fp4);
fclose(fp5);
fclose(fp6);
注意: 只能对已打开的文件进行关闭,若文件不存在,会报错
2.3、文件写入
C语言
对于文件写入有这几种方式:fputc
、fputs
、fwrite
、fprintf
和 snprintf
int fputc ( int character, FILE * stream );int fputs ( const char * str, FILE * stream );size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );int snprintf ( char * s, size_t n, const char * format, ... );
前几种方式比较简单,无非就是 逐字符写入、逐行写入 与 格式化写入,这里主要来介绍一下 snprintf
snprintf
是 sprintf
的优化版,增加了读取字符长度控制,更加安全
- 参数1:缓冲区,常写做
buffer
数组 - 参数2:缓冲区的大小
- 参数3:格式化输入,比如
"%d\n", 10
使用 snprintf
函数写入数据至缓冲区后,可以再次通过 fputs
函数,将缓冲区中的数据真正写入文件中
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define LOG "log.txt" //日志文件
#define SIZE 32int main()
{FILE* fp = fopen(LOG, "w");if(!fp){perror("fopen file fail!"); //报错exit(-1); //终止进程}char buffer[SIZE]; //缓冲区int cnt = 5;while(cnt--){snprintf(buffer, SIZE, "%s\n", "Hello File!"); //写入数据至缓冲区fputs(buffer, fp); //将缓冲区中的内容写入文件中}fclose(fp);fp = NULL;return 0;
}
得益于格式化控制,可以灵活地向日志文件中写入内容
2.4、文件读取
读取与写入配套出现
int fgetc ( FILE * stream );char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );int sscanf ( const char * s, const char * format, ...);
可以使用 sscanf
按照一定的规则格式化读取字符串 s
#include <stdio.h>int main()
{char s[] = "2023:3:24";int arr[3];char* buffer[4];sscanf(s, "%d:%d:%d", arr, arr + 1, arr + 2);printf("%d\n%d\n%d\n", arr[0], arr[1], arr[2]);return 0;
}
这个函数多用于 序列化与反序列化操作
关于更多 C语言
文件操作的知识 《C语言进阶——文件操作》
3、系统级文件操作
回顾完 C语言
文件相关操作后,就可以开始系统级文件操作的学习了
3.1、打开 open
首先学习如何直接调用调用系统级函数 open
打开文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode); //可以修改权限
3.1.1、函数理解
返回值:不同于 FILE*
,系统级文件打开函数返回类型为 int
,即 文件描述符( file descriptor )
,文件打开失败返回 -1
文件描述符很重要,将在下篇文章 《重定向本质》 中讲解
参数1:pathname
待操作文件名,和 fopen
一样
参数2:flags
打开选项,open
使用的标记位的方式传递选项信号,用一个 int
至多可以表示 32
个选项
参数3:mode
权限设置,文件起始权限为 0666
主要就是参数2有点复杂,使用了 位图 的方式进行多参数传递
可以利用这个特性,写一个关于位图的小demo
3.1.2、位图demo
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define ONE 0x1
#define TWO 0x2
#define THREE 0x4void Test(int flags)
{//模拟实现三种选项传递if(flags & ONE)printf("This is one\n");if(flags & TWO)printf("This is two\n");if(flags & THREE)printf("This is three\n");
}int main()
{Test(ONE | TWO | THREE);printf("-----------------------------------\n");Test(ONE); //位图使得选项传递更加灵活return 0;
}
函数 open
中的参数2正是位图,其参数有很多个,这里列举部分
O_RDONLY //只读O_WRONLY //只写O_APPEND //追加O_CREAT //新建O_TRUNC //清空
实际使用时,可以按照位图demo中的方式进行参数传递
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h> //write 的头文件#define LOG "log.txt" //日志文件
#define SIZE 32int main()
{//三种参数组合,就构成了 fopen 中的 wint fd = open(LOG, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666); //权限最好设置if(fd == -1){perror("open file fail1");exit(-1);}const char* ps = "Hello System Call!\n";int cnt = 5;while(cnt--)write(fd, ps, strlen(ps)); //不能将 '\0' 写入文件中close(fd);return 0;
}
注意:
- 假若文件不存在,
open
中的参数3最好进行设置,否则创建出来的文件权限为随机值 - 继承环境变量表后,
umask
默认为0002
,当然也可以自定义 - 通过系统级函数
write
写入字符串时,不要刻意加上'\0'
,因为对于系统来说,这也只是一个普通的字符('\0'
作为字符串结尾只是C语言
的规定)
C语言
中的 fopen
调用 open
函数,其中的选项对应关系如下
w
->O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC
a
->O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND
r
->O_RDONLY
- ……
所以只要我们想,使用 open
时,也能做到 只读方式 打开 不存在的文件,也不会报错,加个 O_CREAT
参数即可
3.2、关闭 close
close
函数根据文件描述符关闭文件
#include <unistd.h>int close(int fildes);
Linux 下一切皆文件
包括这三个标准流: stdin
、stdout
、stderr
它们的文件描述符依次为:1
、2
、3
,也可以通过 close(1)
的方式,关闭标准流
3.3、写入 write
write
函数的返回值类型有点特殊,但使用方法与 fwrite
基本一致
#include <unistd.h>ssize_t write(int fildes, const void *buf, size_t nbyte);
向文件中写入字符串,前面已经演示过了~
3.4、读取 read
read
读取很淳朴,只支持指定字符数读取
#include <unistd.h>ssize_t read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);
文件读取时,同样是借助缓冲区进行读取
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h> //write 的头文件#define LOG "log.txt" //日志文件
#define SIZE 1024int main()
{int fd = open("test.c", O_RDONLY);if(fd == -1){perror("open file fail1");exit(-1);}int n = 50; //读取50个字符char buffer[SIZE];int pos = 0;while(n--){read(fd, (char*)buffer + pos, 1);pos++;}printf("%s\n", buffer);close(fd);return 0;
}
读取 test.c
源文件中的 100
个字符
这些系统级函数成功使用的前提是文件描述符合法
4、小结
最后再来简单小结一下文件的本质(结合系统级函数)
4.1、高级语言文件操作的本质
只要是在 Linux
平台中编写的程序,无论是 Java
、Python
、PHP
还是其他语言,在进行文件相关操作时,其文件操作函数都有对系统级函数进行封装,也就是说,要想与硬件(磁盘)打交道,必须经过 系统调用 -> OS -> 驱动 这条路线,无法直接与硬件进行交互
🌆总结
以上就是基础IO【文件理解与操作】的全部内容了,本文主要是学习系统级文件操作函数,关于文件操作底层实现及重定向原理,将会在下篇文章讲解
如果你觉得本文写的还不错的话,期待留下一个小小的赞👍,你的支持是我分享的最大动力!
如果本文有不足或错误的地方,随时欢迎指出,我会在第一时间改正
相关文章推荐
Linux【模拟实现简易版bash】
Linux进程控制【进程程序替换】
Linux进程控制【创建、终止、等待】
**=============== **
Linux进程学习【进程地址】 Linux进程学习【环境变量】 Linux进程学习【进程状态】 Linux进程学习【基本认知】
![]()
相关文章:

【云原生】Linux基础IO(文件理解与操作)
✨个人主页: Yohifo 🎉所属专栏: Linux学习之旅 🎊每篇一句: 图片来源 🎃操作环境: CentOS 7.6 阿里云远程服务器 Great minds discuss ideas. Average minds discuss events. Small minds disc…...
CentOS 7 安装 mysql 8.0 客户端
只想安装 mysql-client 8.0 , 结果发现直接 yum install mysql mysql-client 安装的版本是 mysql Ver 15.1 Distrib 5.5.68-MariaDB ,这个版本太低,连接其他服务器上的 mysql 8.0 时总是失败,因为 mysql 8.0 加密方式改变了&#…...

Ubuntu下载、配置、安装和编译opencv
1 安装相关依赖安装opencv前,需要先准备好编译器、相关依赖sudo apt-get install gcc g cmake vim sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libavcodec-dev libavformat-dev libjpeg-dev libswscale-dev libtiff5-dev sudo apt-get install libgtk2.0-…...

第七讲 贪心
文章目录股票买卖 II货仓选址(贪心:排序中位数)糖果传递(❗贪心:中位数)雷达设备(贪心排序)付账问题(平均值排序❓)乘积最大(排序/双指针)后缀表达…...
数字藏品的未来及发展趋势
随着互联网的普及以及数字文化的日益发展,数字藏品作为一种全新的收藏方式正在逐步兴起。数字藏品可以是数字版权、数字艺术品、数字音乐以及数字视频等形式,这些藏品通过数字化技术保存下来,并在互联网上进行传播和交易。数字藏品的发展趋势…...

值得记忆的STL常用算法,分分钟摆脱容器调用的困境,以vector为例,其余容器写法类似
STL常用算法 概述: 算法主要是由头文件<algorithm> <functional> <numeric>组成 <algorithm>是所有STL头文件中最大的一个,范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改等等 <nuneric>体积很小,只包括…...
java如何手动导jar包
今天用IDEA,需要导入一个Jar包,因为以前都是用eclipse的,所以对这个idea还不怎么上手,连打个Jar包都是谷歌了一下。 但是发现网上谷歌到的做法一般都是去File –> Project Structure中去设置,有没有如同eclipse一样…...
怎么防止SQL注入?
首先SQL注入是一种常见的安全漏洞,黑客可以通过注入恶意代码来攻击数据库和应用程序。以下是一些防止SQL注入的基本措施: 数据库操作层面 使用参数化查询:参数化查询可以防止SQL注入,因为参数化查询会对用户输入的数据进行过滤和…...

【千题案例】TypeScript获取两点之间的距离 | 中点 | 补点 | 向量 | 角度
我们在编写一些瞄准、绘制、擦除等功能函数时,经常会遇到计算两点之间的一些参数,那本篇文章就来讲一下两点之间的一系列参数计算。 目录 1️⃣ 两点之间的距离 ①实现原理 ②代码实现及结果 2️⃣两点之间的中点 ①实现原理 ②代码实现及结果 3…...

堆叠注入--攻防世界CTF赛题学习
在一次联系CTF赛题中才了解到堆叠注入,在这里简单介绍一下。 堆叠注入的原理什么的一搜一大堆,我就不引用百度了,直接进入正题。 这个是攻防世界的一道CTF赛题。 采用寻常思路来寻找sql注入漏洞。 payload:1 and 11-- 利用payload: and 12…...

STM32 ADC+定时器+DMA+FFT
本次实现的功能为单片机DAC输出一个正弦波,然后ADC定时采样用DMA输出,最后对DAC输出的波形进行FFT。单片机STM32F103ZET6内部时钟一、配置ADCADC端口为PA1,采用DMA输出,定时器3触发定时器时钟64M,分频后为102.4KHzADC采…...
用Node.js实现一个HTTP服务器程序(文件服务器)
http Node.js开发的目的就是为了用JavaScript编写Web服务器程序。因为JavaScript实际上已经统治了浏览器端的脚本,其优势就是有世界上数量最多的前端开发人员。如果已经掌握了JavaScript前端开发,再学习一下如何将JavaScript应用在后端开发,就是名副其实的全栈了。 HTTP协…...

Python实现人脸识别检测, 对美女主播照片进行评分排名
前言 嗨喽,大家好呀~这里是爱看美女的茜茜呐 素材、视频、代码、插件安装教程我都准备好了,直接在文末名片自取就可点击此处跳转 开发环境: Python 3.8 Pycharm 2021.2 模块使用: requests >>> pip install requests tqdm >…...

【数据结构与算法】什么是双向链表?并用代码手动实现一个双向链表
文章目录一、什么是双向链表二、双向链表的简单实现一、什么是双向链表 我们来看一下这个例子: 在一个教室里,所有的课桌排成一列,如图 相信在你们的读书生涯中,老师肯定有要求你们记住自己的前后桌是谁。所以该例子中&#x…...

23种设计模式
参考链接: 【狂神说Java】通俗易懂的23种设计模式教学(停更)_哔哩哔哩_bilibili 23种设计模式【狂神说】_狂神说设计模式_miss_you1213的博客-CSDN博客 1. 单例模式 参考链接: 【狂神说Java】单例模式-23种设计模式系列_哔哩哔哩…...
20美刀一个月的ChatGPT架构师,性价比逆天了
文章目录20美刀一个月的ChatGPT架构师,性价比逆天了1.角色设定2.基本描述3.解决方案4.物理网络蓝图5.系统集成接口5.1 系统集成接口设计5.1.1 前端服务器与后端服务器接口:5.1.2 后端服务器与去背景处理服务接口:5.2 系统集成接口展示6.部署环…...
海门区教育科学规划课题2020年度成果鉴定书
海门区教育科学规划课题2020年度成果鉴定书 课题编号:HMGZ2020007 课题名称 中学历史核心素养校本化实施的培育研究 主持人 徐彬 工作单位 南通市海门证大中学 核心组成员 (包括主持人) 姓名 研究任务完成情况 (获得的主要成果、…...
大数据专业应该怎么学习
大数据学习不能停留在理论的层面上,大数据方向切入应是全方位的,基础语言的学习只是很小的一个方面,编程落实到最后到编程思想。学习前一定要对大数据有一个整体的认识。 大数据是数据量多吗?其实并不是,通过Hadoop其…...

学习黑客十余年,如何成为一名高级的安全工程师?
1. 前言 说实话,一直到现在,我都认为绝大多数看我这篇文章的读者最后终究会放弃,原因很简单,自学终究是一种适合于极少数人的学习方法,而且非常非常慢,在这个过程中的变数过大,稍有不慎&#…...

【算法】手把手学会二分查找
目录 简介 基本步骤 第一种二分 第二种二分 例题 搜索插入位置 数的范围 总结 简介 🥥二分查找,又叫折半查找,通过找到数据二段性每次都能将原来的数据筛选掉一半,通过这个算法我们能够将一个一个查找的 O(n) 的时间复杂…...
生成xcframework
打包 XCFramework 的方法 XCFramework 是苹果推出的一种多平台二进制分发格式,可以包含多个架构和平台的代码。打包 XCFramework 通常用于分发库或框架。 使用 Xcode 命令行工具打包 通过 xcodebuild 命令可以打包 XCFramework。确保项目已经配置好需要支持的平台…...

地震勘探——干扰波识别、井中地震时距曲线特点
目录 干扰波识别反射波地震勘探的干扰波 井中地震时距曲线特点 干扰波识别 有效波:可以用来解决所提出的地质任务的波;干扰波:所有妨碍辨认、追踪有效波的其他波。 地震勘探中,有效波和干扰波是相对的。例如,在反射波…...

使用VSCode开发Django指南
使用VSCode开发Django指南 一、概述 Django 是一个高级 Python 框架,专为快速、安全和可扩展的 Web 开发而设计。Django 包含对 URL 路由、页面模板和数据处理的丰富支持。 本文将创建一个简单的 Django 应用,其中包含三个使用通用基本模板的页面。在此…...

基于距离变化能量开销动态调整的WSN低功耗拓扑控制开销算法matlab仿真
目录 1.程序功能描述 2.测试软件版本以及运行结果展示 3.核心程序 4.算法仿真参数 5.算法理论概述 6.参考文献 7.完整程序 1.程序功能描述 通过动态调整节点通信的能量开销,平衡网络负载,延长WSN生命周期。具体通过建立基于距离的能量消耗模型&am…...
uniapp中使用aixos 报错
问题: 在uniapp中使用aixos,运行后报如下错误: AxiosError: There is no suitable adapter to dispatch the request since : - adapter xhr is not supported by the environment - adapter http is not available in the build 解决方案&…...
Python 包管理器 uv 介绍
Python 包管理器 uv 全面介绍 uv 是由 Astral(热门工具 Ruff 的开发者)推出的下一代高性能 Python 包管理器和构建工具,用 Rust 编写。它旨在解决传统工具(如 pip、virtualenv、pip-tools)的性能瓶颈,同时…...

(一)单例模式
一、前言 单例模式属于六大创建型模式,即在软件设计过程中,主要关注创建对象的结果,并不关心创建对象的过程及细节。创建型设计模式将类对象的实例化过程进行抽象化接口设计,从而隐藏了类对象的实例是如何被创建的,封装了软件系统使用的具体对象类型。 六大创建型模式包括…...

渗透实战PortSwigger Labs指南:自定义标签XSS和SVG XSS利用
阻止除自定义标签之外的所有标签 先输入一些标签测试,说是全部标签都被禁了 除了自定义的 自定义<my-tag onmouseoveralert(xss)> <my-tag idx onfocusalert(document.cookie) tabindex1> onfocus 当元素获得焦点时(如通过点击或键盘导航&…...
LangChain【6】之输出解析器:结构化LLM响应的关键工具
文章目录 一 LangChain输出解析器概述1.1 什么是输出解析器?1.2 主要功能与工作原理1.3 常用解析器类型 二 主要输出解析器类型2.1 Pydantic/Json输出解析器2.2 结构化输出解析器2.3 列表解析器2.4 日期解析器2.5 Json输出解析器2.6 xml输出解析器 三 高级使用技巧3…...
背包问题双雄:01 背包与完全背包详解(Java 实现)
一、背包问题概述 背包问题是动态规划领域的经典问题,其核心在于如何在有限容量的背包中选择物品,使得总价值最大化。根据物品选择规则的不同,主要分为两类: 01 背包:每件物品最多选 1 次(选或不选&#…...