此为牛客网Linux C++课程1.20课程笔记。

1.open函数

open函数有两种，分别是打开一个已经存在的文件和创建并打开一个不存在的文件。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>// 打开一个已经存在的文件
int open(const char *pathname, int flags);
// 创建并打开一个不存在的文件
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

参数：

pathname：要打开的文件路径
flags：对文件的操作权限设置还有其他的设置
mode：八进制的数，表示创建出的新的文件的操作权限，比如：0775

flags有三个必选项：O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR 。
分别是只读、只写和读写，这三个设置是互斥的。

flags还有一些非必选项：
O_CREAT 如果文件不存在则创建该文件
O_EXCL 如果使用O_CREAT选项且文件存在，则返回错误消息
O_NOCTTY 如果文件为终端，那么终端不可以调用open系统调用的那个进程的控制终端
O_TRUNC 如果文件已经存在则删除文件中原有数据
O_APPEND 以追加的方式打开

必选项和非必选项可以组合使用，中间用 | 隔开，如O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC。

mode参数用一个八进制数与取反后的当前进程的umask掩码进行按位与，得到新文件的操作权限。

返回值：返回一个新的文件描述符，如果调用失败，返回-1。

2. 关于errno

errno是Linux系统函数里面的一个全局变量，记录的是最近一次错误的错误号。
在/usr/include/asm-generic/errno.h和/usr/include/asm-generic/errno-base.h中记录了定义了这些错误号，如图：

一个错误号对应一个错误信息。

我们可以用perror函数来打印errno对应的错误信息

#include <stdio.h>
void perror(const char *s);//作用：打印errno对应的错误描述

s参数：用户描述，比如hello,最终输出的内容是 hello:xxx(实际的错误描述)。

如以下示例程序，打开一个不存在的文件a.txt

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main() {// 打开一个文件int fd = open("a.txt", O_RDONLY);if(fd == -1) {perror("open file");}// 关闭close(fd);return 0;
}

输出的结果是：

是s参数+实际错误描述的组合。

3. read和write函数

read函数：

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

参数：

fd：文件描述符，open得到的，通过这个文件描述符操作某个文件
buf：需要读取数据存放的地方，数组的地址（传出参数）
count：指定的数组的大小

返回值：一个整数，有以下情况：

成功：
>0: 返回实际的读取到的字节数
=0：文件已经读取完了
失败：-1 ，并且设置errno。

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，open得到的，通过这个文件描述符操作某个文件
buf：要往磁盘写入的数据，数据
count：要写的数据的实际的大小

返回值：

成功：实际写入的字节数
失败：返回-1，并设置errno

示例程序如下，该程序能够读入一个文件中的全部内容，复制到一个新创建的文件中：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{int fdread = open("english.txt", O_RDONLY);if(fdread == -1) {perror("open english.txt");return -1;}int fdwrite = open("copy.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0664);if(fdwrite == -1) {perror("create and open aftercopy.txt");return -1;}char buffer[1024] = {0};int len = 0;while((len = read(fdread, buffer, sizeof(buffer))) > 0) {write(fdwrite, buffer, len);}close(fdwrite);close(fdread);return 0;
}

4. lseek函数

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

参数：

fd：文件描述符，通过open得到的，通过这个fd操作某个文件
offset：偏移量
whence：以下三选一
SEEK_SET
设置文件指针的偏移量
SEEK_CUR
设置偏移量：当前位置 + 第二个参数offset的值
SEEK_END
设置偏移量：文件大小 + 第二个参数offset的值

返回值：返回文件指针的位置

该函数主要有以下作用：

移动文件指针到文件头：lseek(fd, 0, SEEK_SET);
获取当前文件指针的位置：lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
获取文件长度：lseek(fd, 0, SEEK_END);
拓展文件的长度，当前文件10b, 110b, 增加了100个字节：lseek(fd, 100, SEEK_END)，注意：需要写一次数据。

扩展文件长度的示例程序如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>int main() {int fd = open("hello.txt", O_RDWR);if(fd == -1) {perror("open");return -1;}// 扩展文件的长度int ret = lseek(fd, 100, SEEK_END);if(ret == -1) {perror("lseek");return -1;}// 写入一个空数据write(fd, " ", 1);// 关闭文件close(fd);return 0;
}

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【Linux系统编程学习】Linux系统IO函数（open、read、write、lseek）

1.open函数

2. 关于errno

3. read和write函数

4. lseek函数

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