linux环境下IO的常用函数
I/O
input&output，是一切实现的基础。如果没有i/o，我们在linux上编译的代码将只会在终端出现，将当前进程关闭后，数据无法保留。
标准IO与系统调用(文件)IO的区别
系统IO是操作系统封装的一些函数如open，close，printf，malloc等API函数构成，
简单来说标准IO由第三方规定，结合系统IO重新规划了一套C库函数，这些函数也是由系统IO封装实现的，但是在多平台下可以使用。
标准IO
不仅在 UNIX 系统，在很多操作系统上都实现了标准 I/O 库
标准 I/O 库由 ANSI C 标准说明
标准 I/O 库处理很多细节，如缓存分配、以优化长度执行 I/O 等，这样使用户不必关心如何选择合适的块长度
标准 I/O 在系统调用函数基础上构造的，它便于用户使用标准 I/O 库及其头文件 stdio.h 为底层 I/O 系统调用提供了一个通用的接口。
缓冲区
库函数的本质还是系统调用，只不过库函数多了缓冲区，缓冲区用于减少系统调用的次数
从而提高效率
只要调用标准 IO 相关的函数，都会创建缓冲区
标准 IO 既然有缓冲区来减少系统调用的次数，那什么时候会调用调用呢？只有当刷新缓冲
区的时候才会调用系统调用
文件指针
对于标准 IO 而言，任何一个打开的文件都具有很多属性，这些属性都保存在一个结构体里
面，这个结构体的类型是 FILE 类型，所以如果要操作文件，一般都需要一个 FILE 类型的指
针变量保存文件信息，所以对这个指针变量的操作就是对文件的操作，所以这个结构体指
针变量称之为文件指针，也称之为流指针
流（stream）
定义：所有的 I/O 操作仅是简单的从程序移进或者移出，这种字节流，就称为流。
分类：文本流/二进制流
****FILE 结构体： **********************************************************
typedef struct _IO_FILE FILE;
注意事项：
当一个程序运行的时候，系统会自动给当前程序分配三个文件指针，这三个文件指针
主要用于对终端的操作
stdin 标准输入流指针 从终端读取数据时要使用这个流指针
stdout 标准输出流指针 向终端写数据时要使用这个流指针
stderr 标准出错输出流指针 如果想终端写出错的信息，使用这个流指针
相关函数
- fopen() 打开或者创建文件，返回一个文件指针
- fclose() 关闭文件
- fprintf() 将参数写入文件
- fputc() 向文件写入字符
- fgetc() 从文件中读取一个字符
- fputs() 向文件写入字符串
- fgets() 从文件中读取字符串
- fread() 读取文件内容（任意类型的数据）
- fwrite() 向文件写内容
- fseek()/rewind()/ftell() 设置文件指针位置
- long ftell()(FILE*stream)
- void rewind(FILE*stream) 相当于fseek(fp,0,SEEK_SET)
- time() 得出从1970.1.1零点开始到当下的时间
函数使用
1.fopen()
头文件
：#include<stdio.h>
使用实例：
FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);
打开或创建文件
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
int main()
{FILE *fp;//文件不存在就打开失败 并且设置错误码fp = fopen("file.txt","r");//“r”表示以只读方式打开，定位到文件起始位置；if(fp==NULL){perror("fopen");printf("errno = %d\n",errno);return -1;}return 0;
}
r 以只读的方式打开文件，定位到文件起始位置
r+ 以读写的方式打开文件，定位到文件起始位置
w 以只写的方式打开文件，如果文件存在则清空，如果文件不存在则创建，定位到文
件起始位置
w+ 以读写的方式打开文件，如果文件存在则清空，如果文件不存在则创建，定位到文
件起始位置
a 以只写的方式打开文件，如果文件存在则追加，如果文件不存在则创建，定位到文
件末尾位置
a+ 以读写的方式打开文件，如果文件存在则追加，如果文件不存在则创建，定位到文
件末尾位置
返回值：
成功：返回一个文件指针；
失败：NULL，并设置错误码；
2.fclose()
头文件：
#include<stdio.h>
使用实例：
int fclose(FILE *stream);
关闭一个文件指针，关闭后无法通过文件指针对此文件进行操作
#include<stdio.h>
#include<errno.h>int main()
{printf("one:hello hua qing\n");fclose(stdout);printf("two :hello hua qing\n");return 0;
}
返回值：
成功：0
失败：EOF
3.fprintf()
头文件：
#include<stdio.h>
使用实例：
int fprintf(FILE *stream, const char *format, …(arg));
将第二个参数的内容写入文件
stream:文件指针
format：同printf
arg:可变参，同printf
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{FILE *fp;fp = fopen("file.txt","w");if(fp==NULL){perror("fopen");}printf("one:hello\n");//往终端打印数据fprintf(stdout,"hi\n");//向stdout中打印数据fprintf(fp,"My age is %d",30);//向stdout中打印数据char buf[20] = {0};
// strcpy(buf,"hello");puts("------------------------------");sprintf(buf,"file%d",100);printf("%s\n",buf);char buf1[20] = "123456";puts("------------------------------");int num = atoi(buf1);printf("num = %d\n",num);return 0;
}
返回值：
成功：写入字节数；
失败：0
4.fputc()
头文件： #include<stdio.h>
使用实例：
int fputc(int c, FILE *stream);
向文件写入一个字符
c：将要写入的字符；
stream：文件指针；
#include<stdio.h>int main()
{// fputc('h',stdout);
// fputc('a',stdout);
// fputc(97,stdout);FILE *fp;if((fp = fopen("file.txt","w+"))==NULL){perror("fopen");return -1;}//写指针 会往后偏移fputc('h',fp);fputc('e',fp);fputc('l',fp);fputc('l',fp);fputc('o',fp);return 0;
}
返回值：
成功：要写入的字符；
失败：EOF
5.fgetc()
头文件
#include <stdio.h>
使用实例
int fgetc(FILE *stream);
从文件中读取字符。
stream：文件指针
#include<stdio.h>int main()
{// int a = fgetc(stdin);
// printf("a = %d a = %c\n",a,a);FILE *fp;if((fp=fopen("file.txt","r"))==NULL){perror("fopen");return -1;}
#if 0
int vla;printf("val = %c",val);val = fgetc(fp);printf("val = %c",val1);val = fgetc(fp);printf("val = %c\n",val2);
#endifint val;while((val = fgetc(fp))!=EOF){printf("%c",val); }return 0;
}
返回值
成功：读取到的字符
失败：EOF
6. fputs()
头文件 #include<stdio.h>
使用实例
int fputs(const char *s, FILE *stream);
参数：
s：要写入的字符串；
stream：文件指针（指向要操作的文件）；
#include<stdio.h>int main()
{//自带换行
// puts("-------------------------");//不会自带换行
// fputs("hello\n",stdout);int num;FILE *fp;if((fp = fopen("file.txt","w"))==NULL)//存在就会清空{perror("fopen");return -1;}num = fputs("hello world",fp);printf("num = %d\n",num);return 0;
}
返回值
成功：返回一个非负值，默认为1
失败：EOF
7.fgets()
注意：
1）如果第二个参数设置的值 n 小于实际的字节数，只会保存前 n-1 个字节，最后一个位置
补\0
2）如果第二个参数设置的值 n 大于实际的字节数，会把换行符\n 也保存在字符串里面
（如何去除 buf 里面保存的换行符？将\n 变为\0 ）
3）fgets 函数读取文件内容时，每次n个字节（取决于第二个参数），遇到行结束符\n 就会立即返回
例：
假设文件第一行有数据“hello world” 11个字节
当fgets第二个参数n设置大于 11 即读取时 会将换行符也读取进去 输出打印时 就会多个换行
此时strlen（buf）是12个字节
当fgets第二个参数n设置小于 11 即读取时 会读取到n-1个字节 留一个字节给尾0
头文件 #include <stdio.h>
使用实例
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
从文件中读取字符串。
参数：
s：读取的内容
size：一次读取的字节数
stream：文件指针
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char buf[20];FILE *fp;
// fgets(buf,10,stdin);
// printf("buf = %s\n",buf);if((fp = fopen("file.txt","r"))==NULL){perror("fopen");return -1;}fgets(buf,sizeof(buf),fp);printf("buf = %s\n",buf);fgets(buf,sizeof(buf),fp);//解决多一个换行的原因buf[strlen(buf)-1]= '\0';printf("buf = %s\n",buf); printf("strlen(buf) = %ld\n",strlen(buf));return 0;
}
返回值
成功：若函数获取字符串放入数组中，则返回该数组的首地址指针；读完返回NULL；
失败：NULL
文件IO相关函数
- open()
- read()
- write()
- stat()
- opendir()/closedir()
- readdir()
- closedir()
1.stat()
stat() 函数可用于Unix/Linux系统中获取文件或目录的详细信息。它返回一个元组，其中包含有关文件或目录的细节，例如文件大小、修改时间、访问权限等。这些信息可以用于检查文件或目录的完整性，以及在文件系统中进行操作。
头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
使用实例
获取一个文件的信息
pathname：文件名
statbuf：获取的文件的信息结构体
stat结构体包含：
struct stat {dev_t st_dev; /* 设备ID */ino_t st_ino; /* inode节点号 */mode_t st_mode; /* 文件得类型和模式 */nlink_t st_nlink; /* 硬链接个数 */uid_t st_uid; /* 当前用户id */gid_t st_gid; /* 当前用户组*/dev_t st_rdev; /* Device ID (if special file) */off_t st_size; /* Total size, in bytes */blksize_t st_blksize; /* Block size for filesystem I/O */blkcnt_t st_blocks; /* Number of 512B blocks allocated */struct timespec st_atim; /* Time of last access */struct timespec st_mtim; /* Time of last modification */};The following mask values are defined for the file type:S_IFMT 0170000 bit mask for the file type bit fieldS_IFSOCK 0140000 socket 套接字文件S_IFLNK 0120000 symbolic link 链接文件S_IFREG 0100000 regular file 普通文件S_IFBLK 0060000 block device 块设备文件S_IFDIR 0040000 directory 目录文件S_IFCHR 0020000 character device 字符设备文件S_IFIFO 0010000 FIFO 管道文件总结：高两位是判断文件类型S_ISUID 04000 set-user-ID bitS_ISGID 02000 set-group-ID bit (see below)S_ISVTX 01000 sticky bit (see below)S_IRWXU 00700 当前用户可读可写可执行权限S_IRUSR 00400 当前用户可读权限S_IWUSR 00200 当前用户可写权限S_IXUSR 00100 当前用户可行性权限S_IRWXG 00070 用户组可读可写可执行权限S_IRGRP 00040 用户组可读权限S_IWGRP 00020 用户组可写权限S_IXGRP 00010 用户组可执行权限S_IRWXO 00007 others (not in group) have read, write, andexecute permissionS_IROTH 00004 others have read permissionS_IWOTH 00002 others have write permissionS_IXOTH 00001 others have execute permission总结：后三位是文件的权限创建硬链 ln 源文件 目标文件如果加上-s 选项 则创建软链接文件#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include<stdio.h>int main()
{struct stat mystat;int ret;ret = stat("test",&mystat);if(ret==-1){1 perror("stat");return -1;}
#if 0printf("mystat.st_ino = %ld\n",mystat.st_ino);printf("mystat.st_mode = %#o\n",mystat.st_mode);printf("mystat.st_nlink = %ld\n",mystat.st_nlink);
#endifswitch(mystat.st_mode&S_IFMT){case S_IFSOCK:printf("s");break;case S_IFLNK:printf("l");break;case S_IFREG:printf("-");break;case S_IFBLK:printf("b");break;case S_IFDIR:printf("d");break;case S_IFCHR:printf("c");break;case S_IFIFO:printf("p");break;}for(int n=8;n>=0;n--){if(mystat.st_mode&(1<<n)){switch(n%3){case 1:printf("w");break;case 2: printf("r");break;case 0:printf("x");break;}}else{printf("-");}}printf("\n");return 0;
}
返回值
成功：0
失败:-1
2. open()
头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
使用实例
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
参数：
pathname：文件名，可以添加路径，如果不添加默认是当前目录
flags：标志位
O_RDONLY 只读
O_WRONLY 只写
O_RDWR 读写
O_APPEND 文件存在则追加
O_TRUNC 文件存在则清空
O_CREAT 如果文件不存在则创建
O_EXCL 与 O_CREAT 一起使用，如果文件存在则报错
mode：指定创建文件的权限，一般使用八进制表示，0664
只有当 flags 有 O_CREAT 权限时才会指定当前参数
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include<stdio.h>int main()
{int fd;//以只读的方式打开 文件不存在则报错 //fd = open("file.txt",O_RDONLY);//以只读的方式打开 文件则创建 指定第三个参数值fd = open("file.txt",O_RDONLY|O_CREAT,0664);if(fd == -1)//创建失败返回一个错误(perror){perror("open");return -1;}//文件描述符会递增printf("fd = %d\n",fd);fd = open("file.txt",O_RDONLY|O_CREAT,0775);printf("fd = %d\n",fd);fd = open("file.txt",O_RDONLY|O_CREAT,0775);printf("fd = %d\n",fd);return 0;
}
返回值
成功：返回文件描述符
失败：-1
3. read()
头文件
#include <unistd.h>
使用实例
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
函数功能：读取文件信息
参数：
fd：文件描述符
buf：存放读到数据
count：读取多少字节
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
int main()
{int fd;fd = open("file.txt",O_RDONLY|O_CREAT,0775);if(fd == -1){perror("open");return -1;}char buf[32];int ret;ret = read(fd,buf,32);printf("ret = %d buf=%s\n",ret,buf);memset(buf,0,32);//读到文件尾返回0ret = read(fd,buf,32);printf("ret = %d buf=%s\n",ret,buf);return 0;
}
返回值
成功：返回读到的字节数
读到文件尾时返回 0
失败：-1
4. write()
头文件
#include <unistd.h>
使用实例
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能：向文件写数据
参数：
fd：文件描述符
buf：要写入的内容
count：要写入的字节数
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
int main()
{int fd;fd = open("file.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0775);if(fd == -1){perror("open");return -1;}char buf[32] = "hello";write(fd,buf,7);return 0;
}
返回值
成功：返回写到的字节数
失败：-1
5. opendir()/closedir()
头文件
#include <sys/types.h>#include <dirent.h>
使用实例
DIR *opendir(const char *name);
功能：打开一个目录，返回一个目录流指针
参数：
name：目录名
返回值
成功：目录流指针
失败：NULL
closedir()
头文件
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
使用实例
int closedir(DIR *dirp);
功能：关闭目录流指针
参数：
dirp：目录流指针，opendir 的返回值
返回值
成功：0
失败：-1
6. readdir()
头文件
#include <dirent.h>
使用实例
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
功能：获取目录中文件的信息
参数：
dirp：目录流指针，opendir 的返回值
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<dirent.h>
#if 0
struct dirent
{ino_t d_ino; /* Inode number */off_t d_off; /* Not an offset; see below */unsigned short d_reclen; /* Length of this record */unsigned char d_type; /* Type of file; not supportedby all filesystem types */char d_name[256]; /* Null-terminated filename */
};
#endif
int main()
{DIR *dir;struct dirent*mydirent;if((dir = opendir("test"))==NULL){perror("opendir");return -1;}
#if 0mydirent = readdir(dir);printf("mydirent->d_ino = %ld\n",mydirent->d_ino);printf("mydirent->d_name = %s\n",mydirent->d_name);
//运行一次就读取一个文件信息mydirent = readdir(dir);printf("mydirent->d_ino = %ld\n",mydirent->d_ino);printf("mydirent->d_name = %s\n",mydirent->d_name);
#endifwhile(mydirent = readdir(dir)){printf("d_ino = %ld d_name = %s\n",mydirent->d_ino,mydirent->d_name);}return 0;
}
返回值
成功：保存文件信息的结构体
失败：NULL
如果目录信息读取完毕，返回 NULL
7. closedir()
头文件
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
使用实例
int closedir(DIR *dirp);
功能：关闭目录流指针
参数：
dirp：目录流指针，
返回值
成功：0
失败：-1
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