【linux】基础IO |文件操作符-阿里云开发者社区

【linux】基础IO |文件操作符

2024-06-26 31

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简介： 【linux】基础IO |文件操作符

需要掌握：操作文件，本质：进程操作文件。进程和文件的关系

向文件中写入，本质上向硬件中写入->用户·没有权利直接写入->操作系统是硬件的管理者，我们可以通过操作系统往硬件写入->操作系统必须提供系统调用（默认操作系统不相信任何人）

我们使用的fopen/fwrite/fread/fprintf/scanf/printf/cin/cout/实际上都是对系统调用的接口的封装.

系统调用函数open

头文件

#include <sys/types.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <fcntl.h>

open函数

int open(const char *pathname, int flags);
 int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

第一个open函数的第一个参数是文件名，第二个参数是打开方式，

其中我们要了解的打开方式有

O_WRONLY//只读方式
 O_CREAT//没有该文件就创建
 O_APPEND//追加
 O_TRUNC//覆盖式写入

因为要用到close函数关闭文件，

close函数

头文件

#include <unistd.h>

int close(int fd);

有一个疑问，为什么他的参数是int类型的，因为对应的打开方式可以是int 32中任何一位为1并且和其他区分开来，然后需要多个功能的话，按位或就可以，这是操作系统调用接口的常见方法

1.只写和没有该文件就创建

1 #include<stdio.h>
  2 #include <sys/types.h>
  3 #include <sys/stat.h>
  4 #include <fcntl.h>
  5 #include <unistd.h>
  6 int main()
  7 {
  8  int fd=open("log.txt", O_WRONLY| O_CREAT|O_APPEND);                                                               
  9 if(fd<0)
 10 {perror("open");
 11  return 1;}
 12 close(fd);
 13 return 0;
 14 
 15 }

O_WRONLY| O_CREAT

我们发现当前目录下没有我们要的“log.txt”

当我们运行这个程序后，发现出现了该文件

为了测试追加功能，我们通过vim往log.txt里面写入点东西

修改打开方式为只写和追加，所以修改参数2为

O_WRONLY|O_APPEND

但是我们发现log.txt这个文件的权限怎么不对呀，这里是因为如过用第一个open函数的话，就必须是已经创建好的文件，就已经有了权限，要不然就只能用第二个open函数，第二个open函数的第三个参数就是要设置的掩码值，所以我们使用第二个open函数

#include<stdio.h>
  2 #include <sys/types.h>
  3 #include <sys/stat.h>
  4 #include <fcntl.h>
  5 #include <unistd.h>
  6 int main()
  7 {
  8  int fd=open("loog.txt", O_WRONLY| O_CREAT|O_APPEND,0666);   //设置log.txt文件掩码为0666                                                       
  9 if(fd<0)
 10 {perror("open");
 11  return 1;}
 12 close(fd);
 13 return 0;
 14 
 15 }

但是这里的权限是664呢，因为我们可以通过unmask来查看对应的默认掩码

我们可以将默认掩码在函数内设置为0

这段代码修改了掩码为0，并且修改其文件名

此时我们就可以修改我们的loog.txt文本文件了

使用打开方式

O_WRONLY|O_APPEND

此时我们就用到了write函数，

头文件

#include <unistd.h>

函数

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

函数第一个参数是文件描述符，对应你打开的文件，待会在讲这个fd,文件描述符，

第二个参数是你要写入的字符串，第三个参数是要写入字符串的大小

1 #include<stdio.h>      
  2 #include <sys/types.h>  
  3 #include <sys/stat.h>  
  4 #include <fcntl.h>     
  5 #include <unistd.h>    
  6 int main()             
  7 {                      
  8   umask(0);            
  9                        
 10  int fd=open("looog.txt", O_WRONLY|O_APPEND,0666);  
 11                        
 12 if(fd<0)               
 13 {perror("open");       
 14  return 1;}            
 15  char buf[]="hello world";                                                                                         
 16 write(fd, buf,sizeof(buf));                             
 17 close(fd);                                                                                                   
 18 return 0;                                                                                                    
 19                                                                                                              
 20 }

覆盖式写入

第二个参数修改为：

O_WRONLY| O_TRUNC

1 #include<stdio.h>
  2 #include <sys/types.h>
  3 #include <sys/stat.h>
  4 #include <fcntl.h>
  5 #include <unistd.h>
  6 int main()
  7 {
  8   umask(0);
  9 
 10  int fd=open("looog.txt", O_WRONLY| O_TRUNC,0666);                                                                 
 11                                                                                   
 12 if(fd<0)                                                                          
 13 {perror("open");                                                                  
 14  return 1;}                                                                       
 15  char buf[]="hello world";                                                        
 16    write(fd, buf,sizeof(buf));                                                    
 17 close(fd);                                                                        
 18 return 0;                                                                         
 19                                                                                   
 20 }

除了上面的方法给文件写入数据，我们还可以通过echo写入数据

我们发现是覆盖式写入

我们发现是追加式写入

文件操作符

我们刚才使用了open函数，和write函数，里面open函数返回的是一个fd,write的第一个参数是fd,这就是我们要提到的文件操作符

为了讲清文件操作符这个概念

我们可以先来说说操作系统是如何进行文件的写入和读呢？

在我们启动进程时，默认操作系统已经帮我们打开

标准输入流：0（对应的文件标识符）—键盘

标准输出流：1（对应的文件标识符）—显示器

标准错误流：2（对应的文件标识符）—显示器

我们可以把这些外设也当成文件（linux一切皆文件）

如果是文件，当我们使用的时候，也会给他创建pcb结构来管理外设

在操作系统内，系统在访问文件的时候，只认文件描述符fd

open函数在干什么呢？？

1.创建file对应的pcb管理文件属性

2.开辟文件缓冲区的空间，将文件数据加载到文件缓冲区去（延后）

3.查进程文件的文件描述表

4.将对应文件的地址填入到指针数组中去

5.返回下标

文件操作符的本质是什么呢？
内核的进程：文件映射关系的数组下标

c语言如何通过FILE*访问文件呢？

1 #include<stdio.h>
  2 int main()
  3 {
  4 FILE* fp=fopen("hot.txt","w");
  5 if(NULL==fp)
  6 {
  7 perror("fopen error");
  8 return 1;
  9 
 10 
 11 
 12 }
 13 fprintf(fp,"hello world");
 14 fclose(fp);
 15 return 0;                                                                                                          
 16 }

实际上FILE是一个c语言的一个结构体类型，里面封装了文件标识符fd

gcc -E file.c -o file.i//预处理完就停下，头文件展开

在stdio.h头文件里面

1 #include<stdio.h>
  2 int main()
  3 {
  4 printf("输入流:%d\n",stdin->_fileno);//对应结构体里面封装了文件的文件标识符
  5 printf("输出流:%d\n",stdout->_fileno);
  6 printf("错误流:%d\n",stderr->_fileno);                                                                             
  7 
  8 
  9 
 10 
 11 
 12 
 13 
 14 
 15 }

接着打开的文件的文件标识符就从3开始往后

终端也是文件

我们复制ssh的渠道，左边为另一个终端

1 #include<stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <sys/types.h>
  4 #include <sys/types.h>
  5 #include <sys/stat.h>
  6 #include <fcntl.h>
  7 
  8 int main()
  9 {
 10 while(1)
 11 {
 12 printf("pid:%d\n",getpid());
 13 
 14 
 15 
 16 
 17 
 18 }                                                     
 19 //int fd=open("/dev/pts/0",O_WRONLY| O_TRUNC,0666);
 20 //if(fd<0)                                         
 21 //  {perror("error");}                             
 22 //char arr[]="hello wokao";                        
 23 //write(fd,arr,sizeof(arr));                       
 24 //close(fd);                                       
 25                                                    
 26 }

/proc/目录下存在着正在运行的进程的pid

1 #include<stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <sys/types.h>
  4 #include <sys/types.h>
  5 #include <sys/stat.h>
  6 #include <fcntl.h>
  7 
  8 int main()
  9 {int fd=open("/dev/pts/0",O_WRONLY| O_TRUNC,0666);
 10 if(fd<0)
 11   {perror("error");}
 12 char arr[]="hello wokao";
 13 write(fd,arr,sizeof(arr));
 14 close(fd);
 15 
 16 }