【UNIX环境高级编程】文件 IO 操作一 ( open | close | creat | lseek | write | read )

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一. 文件打开关闭操作相关函数介绍

1. open 函数

(1) open 函数简介

open 函数解析 :

-- 函数定义 :

     #include <fcntl.h>

     int
     open(const char *path, int oflag, ...);

-- 函数作用 : 打开或者创建一个文件;

-- 返回值 : 打开文件成功, 返回文件描述符; 如果失败, 返回 -1; 返回的文件描述符是最小的未用描述符值

(2) open 函数参数简介

参数解析 :

-- const char *path : 要打开或者创建的文件名;

-- int oflag : 函数选项, 可以是多个常量进行 "或" 运算;

-- 第三参数 : 对于打开文件来说是用不到第三参数的, 如果需要创建文件, 则需要指定第三参数;

int oflag 参数必选常量解析 : 下面的三个常量必须只能且只能指定一个;

-- O_RDONLY : 打开的文件只能读取, 没有写权限;

-- O_WRONLY : 打开的文件只能写入, 没有读权限;

-- O_RDWR : 打开的文件既能读取, 也能写入, 有双权限;

int oflag 参数可选常量解析 :

-- O_APPEND : 每次写入都追加到文件末尾;

-- O_CREATE : 如果文件不存在, 就创建, 如果有这个参数, 就需要使用第三个参数来指定创建文件时的参数;

-- O_EXCL : 指定该参数, 同时指定 O_CREATE, 文件如果存在就会报错;

-- O_TRUNC : 如果文件存在, 并且有写权限的前提下, 打开时会将其内容清空, 从新写入;

-- O_NOCTTY : 如果第一个参数文件路径指向一个终端设备, 不能将该设备作为进程的控制终端;

-- O_NONBLOCK : 如果文件路径指向一个 FIFO, 特殊文件块, 字符特殊文件, 同时指定该选项, 文件的IO操作设置为非阻塞模式;

int oflag 同步参数可选常量解析 :

-- O_DSYNC : 每次 write 操作之前等待 IO 完成, 如果写操作不影响读取刚写入的数据, 则不等待文件属性被更新;

-- O_RSYNC : 读操作时等待, 直到所有的写操作都完成;

-- O_SYNC : 每次写都要等待物理 IO 操作完成, 包括 write 引起的文件属性更新; 即数据和属性同步更新;

2. create 函数

(1) create 函数简介

create 函数简介 :

-- 函数定义 :

     #include <fcntl.h>

     int
     creat(const char *path, mode_t mode);

-- 返回值 : 返回只写打开的文件描述符, 出错返回 -1;

-- 等效函数 : open(path_name, O_WRONLY | O_CREATE | O_TRUNC, mode);

-- mode_t mode 参数 : 指定文件的所有者;

(2) create 函数局限性

create 局限性 :

-- 只写 : create 函数只能以只写方式打开创建的文件;

-- 读取新文件方法 : 先 create 创建只写文件, 再调用 close 函数, 再调用 open 方法打开文件读取文件;

-- 创建只读文件 : open(path_name, O_RDWR | O_CREATE | O_TRUNC, mode);

3. close 函数

函数简介 :

-- 函数定义 :

     #include <unistd.h>

     int
     close(int fildes);

-- 作用 : 关闭文件, 并释放进程加在该文件上得所有 记录锁;

-- 关于进程 : 进程终止时, 内核会自动关闭该进程中打开的所有文件, 很多情况下都会使用关闭进程隐式关闭文件;

二. 文件偏移操作相关函数介绍

1. lseek 函数

(1) lseek 函数简介

lseek 函数简介 :

-- 函数定义 :

     #include <unistd.h>

     off_t
     lseek(int fildes, off_t offset, int whence);

-- 作用 : 显式的为一个打开的文件设置偏移量;

-- 返回值 : 如果设置偏移量成功, 返回新的偏移量;

(2) 文件偏移量简介

文件偏移量 :

-- 当前文件偏移量 : 每个打开的文件都有一个当前文件偏移量, 非负整数, 从开始处计算的字节数; 读写操作都是从当前文件偏移处开始, 读写会使当前文件偏移量增加读写的字节数;

-- 默认偏移量 : 打开一个文件时默认当前文件偏移量是0, 除非指定 O_APPEND 选项;

-- 偏移量的值 : 普通文件偏移量必须是非负整数; 对于某些设备文件允许存在负数偏移量, 因此判断是否可 lseek 时, 要判断返回的文件偏移量是否 == -1;

(3) int where 参数简介

where 参数简介 :

-- SEEK_SET : 将文件偏移量设置为 0 + offset;

-- SEEK_CUR : 将文件偏移量设置为当前位移 + offset;

-- SEEK_END : 将文件偏移量设置为文件长度 + offset;

(4) lseek 源码示例

源码示例 :

/*************************************************************************
    > File Name: fun_lseek.c
    > Author: octopus
    > Mail: octopus_truth.163.com
    > Created Time: 三  7/22 07:46:59 2015
 ************************************************************************/

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main(int argc, char * argv[])
{
	/*
	 * 设置标准输入文件的 "当前文件偏移量",
	 * 设置为当前的位置 + 0;
	 */
	if(lseek(STDIN_FILENO, 0, SEEK_CUR) == -1)
		printf("lseek 结果 -1, 该文件不能lseek\n");
	else
		printf("该文件可以执行 lseek 方法\n");
	exit(0);
}

编译执行 :

localhost:file octopus$ gcc fun_lseek.c
localhost:file octopus$ ./a.out
该文件可以执行 lseek 方法

(5) 文件空洞

文件空洞形成 :

-- 文件偏移量作用 : 文件偏移量是记录在内核中, 不引起 IO 操作, 这个偏移量主要用于执行下一次的 IO 操作;

-- 空洞形成 : 如果文件偏移量大于当前文件长度, 下一次写操作会直接加长文件, 并在中间形成一个 "文件空洞";

-- 磁盘占用情况 : 文件空洞是不占用磁盘存储区的, 写入数据超出文件长度时, 新写入的数据会重新分配磁盘块, 之间的一段文件空洞不会占用磁盘空间;

二. 文件读写操作相关函数介绍

1. read 函数

函数简介 :

-- 函数内容 :

     #include <sys/types.h>
     #include <sys/uio.h>
     #include <unistd.h>

     ssize_t
     read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);

-- 作用 : 从 fildes 代表的文件中, 读取 nbyte 个函数到 buf 缓冲区中, 读取到得字节数可能少于 nbyte;

-- 返回值 : 如果 read 操作成功, 返回读取到得字节数, 如果失败, 返回 -1;

2. write 函数

函数简介 :

-- 函数内容 :

     #include <unistd.h>
     ssize_t
     write(int fildes, const void *buf, size_t nbyte);

-- 函数作用 : 将 buf 字符串的前 nbyte 个字节数据写入 files 文件标示符代表的文件中;

-- 返回值 : 若成功, 返回已写的字节数, 如果失败返回 -1;

3. write read 函数示例

源码示例 :

-- 源码 :

/*************************************************************************
	> File Name: fun_read_write.c
	> Author: Han Shuliang
	> Mail: octopus_truth@163.com
	> Created Time: 五  7/29 15:00:18 2016
 ************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

#define SIZE 1024

int main(int argc, char * argv[])
{
    int n;
    char buf[SIZE];
    //读取标准输入流中的数据到 buf 字节数组中
    while ((n = read(STDIN_FILENO, buf, SIZE)) > 0)
        //将 buf 字节数组中的数据写出到 标准输出流中
        if(write(STDOUT_FILENO, buf, n)!= n)
            printf("写出内容出错");

    if(n < 0)
        printf("读取过程出错");

	return 0;
}

-- 执行结果 :

bogon:file octopus$ gcc fun_read_write.c
bogon:file octopus$ ./a.out
Han Shuliang
Han Shuliang

****
****

^C
bogon:file octopus$

4. 函数综合示例

/*************************************************************************
    > File Name: fun_read.c
    > Author: octopus
    > Mail: octopus_truth.163.com
    > Created Time: 一  7/27 07:09:36 2015
 ************************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>			// ... read() 头文件
#include <sys/uio.h>			// ... read() 头文件
#include <unistd.h>				// ... read() write() 函数头文件
#include <stdarg.h>				// va_list 可变参数操作头文件
#include <string.h>				// strlen strcat 方法的头文件
#include <errno.h>				// errno 的头文件
#include <stdlib.h>				// exit() 方法的头文件
#include <fcntl.h>				// open() 函数的头文件

#define MAXLINE 4096
#define MAXWORD 20

void err_sys(const char *fmt, ...);

int main(int argc, char * argv[])
{
	char *buf = "abcdefg\n";
	char buf_read[MAXWORD];
	int fd;

	int creat_result;
	int write_size;
	int close_result;
	int read_size;

	//创建一个文件, 使用打开方式, 如果文件不存在, 就重创建并打开
	if( ( fd = open("file_read_write.file", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC) ) == -1)
		err_sys("创建文件出错");

	//向文件中写出数据
	if( (write_size = write(fd, buf, strlen(buf))) == -1)
		err_sys("向文件写出数据出错");

	if( (close_result = close(fd)) == -1)
		err_sys("关闭文件出错");

	if( (fd = open("file_read_write.file", O_RDONLY)) == -1)
		err_sys("打开文件出错");

	//从文件中读取文件内容
	if( (read_size = read(fd, buf_read, strlen(buf)) ) == -1)
		err_sys("读取文件出错");

	if( (close_result = close(fd)) == -1)
		err_sys("关闭文件出错");

	printf("文件中得内容 : %s \n", buf_read);
}

static void err_doit(int errnoflag, int error, const char* fmt, va_list ap)
{
	char buf[MAXLINE];

	//将 ap 可变参数使用 fmt 格式, 放置 MAXLINE 个字符到 buf 缓冲中
	vsnprintf(buf, MAXLINE, fmt, ap);
	/*
	 * 如果需要错误信息, 根据错误号获取标准错误信息, 将该信息添加到 buf 缓冲中
	 * strlen 作用 : 获取字符串长度
	 * strerror 作用 : 根据错误号获取错误信息
	 */
	if(errnoflag)
		snprintf(buf + strlen(buf), MAXLINE - strlen(buf), ": %s", strerror(errno));
	//在 buf 字符串后添加换行符号
	strcat(buf, "\n");
	//刷新标准输出流
	fflush(stdout);
	//将标准错误输出添加到 buf 缓冲区中
	fputs(buf, stderr);
	//刷新所有缓冲区
	fflush(NULL);
}

void err_sys(const char *fmt, ...)
{
	va_list ap;
	va_start(ap, fmt);
	err_doit(1, errno, fmt, ap);
	va_end(ap);
	exit(0);
}

执行结果 :

octopus-2:file octopus$ ls
fun_lseek.c		fun_lseek_hole.c	fun_read_write.c
octopus-2:file octopus$ gcc fun_read_write.c
octopus-2:file octopus$ sudo ./a.out
Password:
文件中得内容 : abcdefg

octopus-2:file octopus$ ls
a.out			file_read_write.file	fun_lseek.c		fun_lseek_hole.c	fun_read_write.c
octopus-2:file octopus$

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一. 文件打开关闭操作相关函数介绍

1. open 函数

(1) open 函数简介

(2) open 函数参数简介

2. create 函数

(1) create 函数简介

(2) create 函数局限性

3. close 函数

二. 文件偏移操作相关函数介绍

1. lseek 函数

(1) lseek 函数简介

(2) 文件偏移量简介

(3) int where 参数简介

(4) lseek 源码示例

(5) 文件空洞

二. 文件读写操作相关函数介绍

1. read 函数

2. write 函数

3. write read 函数示例

4. 函数综合示例

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1. open 函数

(1) open 函数简介

(2) open 函数参数简介

2. create 函数

(1) create 函数简介

(2) create 函数局限性

3. close 函数

二. 文件偏移操作相关函数介绍

1. lseek 函数

(1) lseek 函数简介

(2) 文件偏移量简介

(3) int where 参数简介

(4) lseek 源码示例

(5) 文件空洞

二. 文件读写操作相关函数介绍

1. read 函数

2. write 函数

3. write read 函数示例

4. 函数综合示例

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