Linux下IO编程（一）

Linux下IO编程
- 文件IO
- - open函数——打开or创建一个文件
  - write函数
  - read函数
  - lseek函数

Linux下IO编程

文件IO

open函数——打开or创建一个文件

#include <fcntl.h> //open函数在此头文件中声明
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode)

参数意义如下：

pathname——文件路径
flags ——打开文件的方式
mode——创建文件的权限（可省略）

flags的内容如下：

flags	功能
O_RDONLY	只读打开
O_WRONLY	只写打开
O_RDWR	读写打开
O_CREAT	若路径中的文件不存在则自动建立该文件
O_APPEND	读写文件从文件尾部开始移动，所写入
O_TRUNC	打开文件，会把已经存在的内容删除
O_EXCL	O_CREAT \|O_EXCL指令会去检查文件是否存在，文件若不存在则建立，否则返回-1

mode的表示方法1：

mode	功能
S_IRUSR	所有者拥有读权限
S_IWUSR	所有者拥有写权限
S_IXUSR	所有者拥有执行权限
S_IRGRP	群组拥有读权限
S_IWGRP	群组拥有写权限
S_IXGRP	群组拥有执行权限
S_IROTH	其他用户拥有读权限

mode的表示方法2：——可以由3位数字组成（umask）

数值	第一位	第二位	第三位
4（读）	所有者	群组	其他用户
2（写）
1（执行）

函数返回值：

函数的返回值是文件描述符，如果打开文件成功返回一个正整数，否则返回-1。文件描述符,是一个非负的整数，相当于文件的ID号。

举例：通过open函数实现touch功能

#include <stdio.h>                         // 提供open()函数
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>                        // 提供close()函数
int main(int argc,char* argv[])
{int fd;fd =open(argv[1],O_CREAT | O_RDWR,0777);if(fd<0){printf("create file %s is failed\n",argv[1]);return -1;}else{printf("create file %s is sucess,fd is %d\n",argv[1],fd);}close(fd);return 0;
}

write函数

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

参数：

fd——文件描述符
buf——写入内容
cout——向文件中写多少（字节）

函数返回值：返回实际写入的字节数。

举例：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char* argv[])
{int fd;int wr_ret;char buf[]="hello linux";fd=open("./a.c",O_TRUNC |O_RDWR);if(fd<0){printf("open file is failed");return -1;}printf("open file is success ,fd is %d\n",fd);wr_ret=write(fd,buf,sizeof(buf));printf("the wr_ret is %d\n",wr_ret);          //12个字节 加上“\0”close(fd);return 0;
}

read函数

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

函数说明：

read()会把参数fd所指的文件传送count 个字节到buf 指针所指的内存中。

返回值：返回值为实际读取到的字节数

注意：

先写再读会涉及一个指针读写位置指针，在写完的指针位置进行读会读不到内容，如下举例
read时fd中的数据如果小于要读取的数据，就会引起阻塞，详见：https://blog.csdn.net/hhhlizhao/article/details/71552588

举例：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char* argv[])
{int fd;int wr_ret,rd_ret;char buf[]="hello linux";char rd_buf[]={0};fd=open("./a.c",O_TRUNC |O_RDWR);if(fd<0){printf("open file is failed");return -1;}printf("open file is success ,fd is %d\n",fd);wr_ret=write(fd,buf,sizeof(buf));printf("the wr_ret is %d\n",wr_ret);//readrd_ret=read(fd,rd_buf,128);printf("the rd_ret is %d,the rd_buf is %s\n",rd_ret,rd_buf);close(fd);return 0;
}

//以上输出为
open file is success ,fd is 3
the wr_ret is 12
the rd_ret is 0,the rd_buf is  //发现读不到

lseek函数

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t  lseek(int fd, off_t offset, int whence)

函数作用：

用于移动文件读写指针，因此还有以下两种作用：

扩展文件；
获取文件大小;lseek(fd,0,SEEK_END)

参数：

fd——文件描述符
offset——相对基准的偏移量，字节为单位，为正则向文件末尾移动（向前移），为负数则向文件头部（向后移）
whence——当前的基准

whence主要有3个标志：

whence	说明
SEEK_SET	从文件头部开始偏移`offset`个字节
SEEK_CUR	从文件当前读写的指针位置开始，增加`offset`个字节的偏移量
SEEK_END	从文件结尾开始，文件偏移量设置为文件的大小加上偏移量字节

返回值：成功，返回从文件开头到当前结束位置的偏移量（1字节为单位）；失败返回-1。

举例1：对上个例子应用lseek()将读写指针移到开头，来实现先写再读

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc,char* argv[])
{int fd;int wr_ret,rd_ret;char buf[]="hello linux";char rd_buf[]={0};fd=open("./a.c",O_TRUNC |O_RDWR);if(fd<0){printf("open file is failed");return -1;}printf("open file is success ,fd is %d\n",fd);wr_ret=write(fd,buf,sizeof(buf));printf("the wr_ret is %d\n",wr_ret);//start read lseek(fd,0,SEEK_SET);   //<========================================rd_ret=read(fd,rd_buf,128);printf("the rd_ret is %d,the rd_buf is %s\n",rd_ret,rd_buf);close(fd);return 0;
}

//经过lseek（）函数调整读写指针位置后
open file is success ,fd is 3
the wr_ret is 12
the rd_ret is 12,the rd_buf is hello linux

举例2：综合应用——使用以上所学完成类似cp操作

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char* argv[])
{int rd_fd,wr_fd;int rd_ret;int wr_ret;char read_buf[128]={0};if(argc<3){printf("are you kiding me? ");return -1;}rd_fd=open(argv[1],O_RDONLY);if(rd_fd<0){printf("open the src file:%s  is failed\n",argv[1]);return -2;}printf("open the %s is sucessful\n",argv[1]);wr_fd=open(argv[2],O_WRONLY);if(wr_fd<0){printf("open the des file:%s is failed\n",argv[2]);return -3;}printf("open the %s is sucessful\n",argv[2]);while(1){rd_ret=read(rd_fd,read_buf,128);         //read时有读写指针wr_ret=write(wr_fd,read_buf,rd_ret);     //所以此处一次读不完但是也能连续if(rd_ret<128){break;}memset(read_buf,0,128);}close(wr_fd);close(rd_fd);return 0;}

注：

从文件向buf中read时，因为文件有读写指针，并且一次循环read完一个buf马上进行write，所以最终得到的内容是连续的。但是要注意write函数，write()函数从buf写数据到fd中时，若buf中数据无法一次性读完，那么第二次读buf中数据时，其读位置指针（也就是第二个参数buf）不会自动移动，需要程序员来控制，而不是简单的将buf首地址填入第二参数即可。

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char* argv[])
{int wr_fd;int wr_ret;char buf[]="hello linux";wr_fd=open(argv[1],O_CREAT |O_RDWR,0666);if(wr_fd<0){printf("open the file is failed");return -1;}wr_ret=write(wr_fd,buf,2); wr_ret=write(wr_fd,buf,2);//写两次结果可能为“hehe” or "hell"close(wr_fd);return 0;
}

//编译后执行
./test test.c
得到test.c文件中内容为“hehe”

可按如下格式实现buf读位置移动：write(fp, p1+len, (strlen(p1)-len))。这样write第二次循环时便会从p1+len处写数据到fp, 之后的也一样。由此类推，直至(strlen(p1)-len)变为0。

int main()
{char *p1 = "This is a c test code";volatile int len = 0;int fp = open("/home/test.txt", O_RDWR|O_CREAT);for(;;){int n;n=write(fp, p1+len, (strlen(p1)-len);if(n== 0)   {                                                 printf("n = %d \n", n);break;}len+=n;       }return 0;

以上例子还未用到lseek()函数，因为以上函数是直接cp复制一个编辑好的文件，而不是复制通过write函数写出的文件。