【Linux系统编程】Linux文件操作

00. 目录

文章目录

00. 目录
01. 文件描述符
02. 常用文件IO函数
- 2.1 open函数
- 2.2 close函数
- 2.3 read函数
- 2.4 write函数
03. 案例实战
04. 附录

01. 文件描述符

在 Linux 的世界里，一切设备皆文件。我们可以使用系统调用中 I/O 的函数（I：input，输入；O：output，输出），对文件进行相应的操作（ open()、close()、write() 、read() 等）。

打开现存文件或新建文件时，系统（内核）会返回一个文件描述符，文件描述符用来指定已打开的文件。这个文件描述符相当于这个已打开文件的标号，文件描述符是非负整数，是文件的标识，操作这个文件描述符相当于操作这个描述符所指定的文件。

程序运行起来后（每个进程）都有一张文件描述符的表，标准输入、标准输出、标准错误输出设备文件被打开，对应的文件描述符 0、1、2 记录在表中。程序运行起来后这三个文件描述符是默认打开的。

#define STDIN_FILENO  0 //标准输入的文件描述符#define STDOUT_FILENO 1 //标准输出的文件描述符#define STDERR_FILENO 2 //标准错误的文件描述符

在程序运行起来后打开其他文件时，系统会返回文件描述符表中最小可用的文件描述符，并将此文件描述符记录在表中。Linux 中一个进程最多只能打开 NR_OPEN_DEFAULT （即1024）个文件，故当文件不再使用时应及时调用 close() 函数关闭文件。

02. 常用文件IO函数

2.1 open函数

#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);int creat(const char *pathname, mode_t mode);
功能：打开文件，如果文件不存在则可以选择创建。
参数：pathname：文件的路径及文件名flags：打开文件的行为标志，必选项 O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWRmode：这个参数，只有在文件不存在时有效，指新建文件时指定文件的权限
返回值：成功：成功返回打开的文件描述符失败：-1

flags取值:

mode: 这个参数，只有在文件不存在时有效，指新建文件时指定文件的权限

2.2 close函数

#include <unistd.h>int close(int fd);
功能：关闭已打开的文件
参数：fd : 文件描述符，open()的返回值
返回值：成功：0失败： -1, 并设置errno

需要说明的是，当一个进程终止时，内核对该进程所有尚未关闭的文件描述符调用close关闭，所以即使用户程序不调用close，在终止时内核也会自动关闭它打开的所有文件。

但是对于一个长年累月运行的程序(比如网络服务器)，打开的文件描述符一定要记得关闭,否则随着打开的文件越来越多，会占用大量文件描述符和系统资源。

2.3 read函数

#include <unistd.h>ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
功能：把指定数目的数据读到内存（缓冲区）
参数：fd : 文件描述符buf : 内存首地址count : 读取的字节个数
返回值：成功：实际读取到的字节个数失败： - 1

2.4 write函数

#include <unistd.h>ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能：把指定数目的数据写到文件（fd）
参数：fd : 文件描述符buf : 数据首地址
count : 写入数据的长度（字节）
返回值：成功：实际写入数据的字节个数失败： - 1

03. 案例实战

实现文件拷贝功能的程序。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>#define SIZE 128int main(int argc, char **argv)
{int fin = -1;int fout = -1;long ret = -1;char buf[SIZE];if (3 != argc){printf("usage: ./a.out filename1 filename2\n"); goto err0;}//以只读的方式打开一个文件fin = open(argv[1], O_RDONLY);if (-1 == fin){perror("open"); goto err0;}//打开文件fout = open(argv[2], O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);if (-1 == fout){perror("open"); goto err1;}while(1){memset(buf, 0, SIZE);ret = read(fin, buf, SIZE); if (ret <= 0)break;ret = write(fout, buf, ret);if (ret <= 0)break;}//关闭文件close(fin);close(fout);return 0;
err2:close(fout);
err1:close(fin);
err0:return -1;
}

编译和测试

04. 附录

4.1 测试代码下载：