【C语言教程】【常用类库】（十四）可移植库 - ＜unistd.h＞ 和 ＜sys/types.h＞

14. 可移植库 - <unistd.h> 和 <sys/types.h>

UNIX和类UNIX系统上提供的一组头文件，其中<unistd.h>定义了POSIX操作系统API的访问点，而<sys/types.h>定义了许多基础数据类型。这些库在多种环境中增强了C程序的可移植性。

14.1. POSIX 标准简介

POSIX（可移植操作系统接口）是IEEE定义的一系列API标准，使得软件在不同的UNIX操作系统和其他操作系统间的移植变得容易。

• 14.1.1. POSIX 标准的重要性与基本概念：

  • POSIX标准帮助软件开发人员创建更具可移植性的应用程序。它定义了一套系统调用接口，使得程序在不同的操作系统上更容易进行移植。
  • 通常，POSIX标准涵盖进程控制、文件I/O、错误处理、信号处理、线程管理等方面。

• 14.1.2. 常见 POSIX 函数：

  • fork()：用于创建一个新进程，称为子进程。
  • exec()：用来替换当前进程空间中的映像。如果在fork()之后需要立即执行另一个程序，exec()族函数通常会被使用。
  • wait()：使父进程等待其子进程结束。
  • 其他例如pipe()、dup()、select()等。

14.2. 进程控制

进程控制使得程序可以创建一个或多个任务处理流程，增加程序的并发度。POSIX提供的进程控制相关功能使得程序可以启动子进程，运行新的程序，并同步进程间的活动。

• 14.2.1. fork, exec, wait：

  • fork()：创建一个进程。在成功时，返回两次：一次在父进程中，返回新创建子进程的PID；一次在子进程中，返回0。如果失败，则返回-1。
  • exec()：执行新的程序代替当前的进程映像。
  • wait()：等待子进程结束，返回其终止状态。

• 14.2.2. 创建子进程与进程间通信示例：

  #include <stdio.h>
  #include <unistd.h>
  #include <sys/wait.h>int main() {pid_t pid = fork(); // 创建子进程if (pid == 0) { // 子进程块printf("我是子进程，PID：%d\n", getpid());execlp("/bin/ls", "ls", NULL); // 用ls命令替换子进程映像} else if (pid > 0) { // 父进程块wait(NULL); // 等待子进程结束printf("我是父进程，等待子进程结束。\n");} else { // 错误处理中perror("fork 失败");return 1;}return 0;
  }
  

14.3. 文件系统操作

POSIX标准提供的文件系统操作使程序可以方便地改变文件结构和属性，这在开发配置良好的用户应用程序时非常关键。

• 14.3.1. chdir, getcwd, mkdir, rmdir：

  • chdir()：改变当前工作目录。
  • getcwd()：获取当前工作目录路径。
  • mkdir()：创建一个新目录。
  • rmdir()：删除一个目录。

• 14.3.2. 文件权限与属性：chmod, chown, stat：

  • chmod()：改变文件的权限。
  • chown()：改变文件的所有者和组。
  • stat()：获取文件的属性，比如大小、最后修改时间等。

  #include <stdio.h>
  #include <unistd.h>
  #include <sys/stat.h>
  #include <sys/types.h>int main() {if (mkdir("example_dir", 0755) == 0) { // 创建目录，权限为rwxr-xr-xprintf("目录创建成功。\n");} else {perror("目录创建失败");}struct stat statbuf;if (stat("example_dir", &statbuf) == 0) { // 获取文件状态printf("文件大小：%ld\n", statbuf.st_size);printf("最后访问时间：%ld\n", statbuf.st_atime);}if (rmdir("example_dir") == 0) { // 删除目录printf("目录删除成功。\n");} else {perror("目录删除失败");}return 0;
  }
  

这些操作有助于处理文件系统的管理和配置，使得程序可以创建、检测、修改文件及目录的相关信息。这对于开发灵敏且可控的软件系统至关重要。