03Linux输入输出与文件.docx

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03Linux输入输出与文件

LINUX输入输出与文件

1.基于文件指针的文件操作（缓冲）

linux的文件和文件描述符

linux中对目录和设备的操作都是文件操作，文件分为普通文件，目录文件，链接文件和设备文件。

普通文件：

也称磁盘文件，并且能够进行随机的数据存储（能够自由seek定位到某一个位置）；

管道：

是一个从一端发送数据，另一端接收数据的数据通道；

目录：

也称为目录文件，它包含了保存在目录中文件列表的简单文件。

设备：

该类型的文件提供了大多数物理设备的接口。

它又分为两种类型：

字符型设备和块设备。

字符型设备一次只能读出和写入一个字节的数据，包括调制解调器、终端、打印机、声卡以及鼠标；块设备必须以一定大小的块来读出或者写入数据，块设备包括CD-ROM、RAM驱动器和磁盘驱动器等，一般而言，字符设备用于传输数据，块设备用于存储数据。

符号链接：

类似于Windows的快捷方式和Linux里的别名，指包含到达另一个文件路径的文件。

：

在Linux中,套接字也可以当作文件来进行处理。

基于文件指针的文件操作函数是ANSI标准函数库的一部分。

1.1.文件的创建，打开与关闭

原型为：

#include//头文件包含

FILE*fopen（constchar*pach,constchar*mode）;//文件名模式

intfclose（FILE*stream）;

fopen以mode的方式打开或创建文件，如果成功，将返回一个文件指针，失败则返回NULL.

fopen创建的文件的访问权限将以0666与当前的umask结合来确定。

mode的可选模式列表

模式

读

写

位置

截断原内容

创建

rb

Y

N

文件头

N

N

r+b

Y

Y

文件头

N

N

wb

N

Y

文件头

Y

Y

w+b

Y

Y

文件头

Y

Y

ab

N

Y

文件尾

N

Y

a+b

Y

Y

文件尾

N

Y

在Linux系统中,mode里面的’b’（二进制）可以去掉，但是为了保持与其他系统的兼容性，建议不要去掉。

ab和a+b为追加模式，在此两种模式下，无论文件读写点定位到何处，在写数据时都将是在文件末尾添加，所以比较适合于多进程写同一个文件的情况下保证数据的完整性。

1.2.读写文件

基于文件指针的数据读写函数较多，可分为如下几组：

数据块读写：

#include

size_tfread（void*ptr,size_tsize,size_tnmemb,FILE*stream）;

size_tfwrite（void*ptr,size_tsize,size_tnmemb,FILE*stream）;

fread从文件流stream中读取nmemb个元素，写到ptr指向的内存中，每个元素的大小为size个字节。

fwrite从ptr指向的内存中读取nmemb个元素，写到文件流stream中，每个元素size个字节。

所有的文件读写函数都从文件的当前读写点开始读写，读写完以后，当前读写点自动往后移动size*nmemb个字节。

格式化读写：

#include

intprintf（constchar*format,...）;//相当于fprintf（stdout,format,…）;

intscanf（constchar*format,…）;

intfprintf（FILE*stream,constchar*format,...）;

intfscanf（FILE*stream,constchar*format,…）;

intsprintf（char*str,constchar*format,...）;//eg:

sprintf（buf,”thestringis;%s”,str）;

intsscanf（char*str,constchar*format,…）;

以f开头的将格式化后的字符串写入到文件流stream中

以s开头的将格式化后的字符串写入到字符串str中

单个字符读写：

使用下列函数可以一次读写一个字符

#include

intfgetc（FILE*stream）;

intfputc（intc,FILE*stream）;

intgetc（FILE*stream）;等同于fgetc（FILE*stream）

intputc（intc,FILE*stream）;等同于fputc（intc,FILE*stream）

intgetchar（void）;等同于fgetc（stdin）;

intputchar（intc）;等同于fputc（intc,stdout）;

getchar和putchar从标准输入输出流中读写数据，其他函数从文件流stream中读写数据。

字符串读写：

char*fgets（char*s,intsize,FILE*stream）;

intfputs（constchar*s,FILE*stream）;

intputs（constchar*s）;等同于fputs（constchar*s,intsize,stdout）;

char*gets（char*s）;等同于fgets（constchar*s,intsize,stdin）;

fgets和fputs从文件流stream中读写一行数据;

puts和gets从标准输入输出流中读写一行数据。

fgets可以指定目标缓冲区的大小，所以相对于gets安全，但是fgets调用时，如果文件中当前行的字符个数大于size，则下一次fgets调用时，将继续读取该行剩下的字符,fgets读取一行字符时，保留行尾的换行符。

fputs不会在行尾自动添加换行符，但是puts会在标准输出流中自动添加一换行符。

文件定位：

文件定位指读取或设置文件当前读写点，所有的通过文件指针读写数据的函数，都是从文件的当前读写点读写数据的。

常用的函数有：

#include

intfeof（FILE*stream）;//通常的用法为while（!

feof（fp））

intfseek（FILE*stream,longoffset,intwhence）;//设置当前读写点到偏移whence长度为offset处

longftell（FILE*stream）;//用来获得文件流当前的读写位置

voidrewind（FILE*stream）;//把文件流的读写位置移至文件开头fseek（fp,0,SEEK_SET）;

feof判断是否到达文件末尾的下一个（注意到达文件末尾之后还会做一次）

fseek设置当前读写点到偏移whence长度为offset处，whence可以是：

SEEK_SET（文件开头0）

SEEK_CUR（文件当前位置1）

SEEK_END（文件末尾2）

ftell获取当前的读写点

rewind将文件当前读写点移动到文件头

注：

基于文件指针的文件操作请参考《C语言文件操作常用函数详解.doc》

1.3.目录操作

改变目录或文件的访问权限

#include

intchmod（constchar*path,mode_tmode）;//mode形如：

0777

path参数指定的文件被修改为具有mode参数给出的访问权限。

获取、改变当前目录：

原型为：

#include//头文件

char*getcwd（char*buf,size_tsize）;//获取当前目录，相当于pwd命令

intchdir（constchar*path）;//修改当前目录，即切换目录，相当于cd命令

其中getcwd（）函数：

将当前的工作目录绝对路径复制到参数buf所指的内存空间，参数size为buf的空间大小.在调用此函数时，buf所指的内存空间要足够大，若工作目录绝对路径的字符串长度超过参数size大小，则回值NULL，errno的值则为ERANGE。

倘若参数buf为NULL，getcwd（）会依参数size的大小自动配置内存（使用malloc（）），如果参数size也为0，则getcwd（）会依工作目录绝对路径的字符串程度来决定所配置的内存大小，进程可以在使用完此字符串后自动利用free（）来释放此空间。

所以常用的形式：

getcwd（NULL,0）;

chdir（）函数：

用来将当前的工作目录改变成以参数path所指的目录

Example：

#include

main（）

{

chdir（“/tmp”）;

printf（“currentworkingdirectory:

%s\n”,getcwd（NULL,0））;

}

创建和删除目录：

原型为：

#include

#include

#include

intmkdir（constchar*pathname,mode_tmode）;//创建目录,mode是目录权限,没用

intrmdir（constchar*pathname）;//删除空目录

获取目录信息：

原型为：

#include

#include

DIR*opendir（constchar*name）;//打开一个目录

structdirent*readdir（DIR*dir）;//读取目录的一项信息，并返回该项信息的结构体指针

voidrewinddir（DIR*dir）;//重新定位到目录文件的头部

voidseekdir（DIR*dir,off_toffset）;//用来设置目录流目前的读取位置

off_ttelldir（DIR*dir）;//返回目录流当前的读取位置

intclosedir（DIR*dir）;//关闭目录文件

读取目录信息的步骤为：

●用opendir函数打开目录；

●使用readdir函数迭代读取目录的内容，如果已经读取到目录末尾，又想重新开始读，则可以使用rewinddir函数将文件指针重新定位到目录文件的起始位置；

●用closedir函数关闭目录

opendir（）用来打开参数name指定的目录，并返回DIR*形态的目录流，和文件操作函数open（）类似，接下来对目录的读取和搜索都要使用此返回值。

函数失败则返回NULL；

readdir（）函数用来读取目录的信息，并返回一个结构体指针，该指针保存了目录的相关信息。

有错误发生或者读取到目录文件尾则返回NULL；dirent结构体如下：

structdirent

{

ino_td_ino;/*inodenumber（此目录进入点的inode）*/

off_td_off;/*offsettothenextdirent（目录开头到进入点的位移*/

unsignedshortd_reclen;/*lengthofthisrecord（目录名的长度）*/

unsignedchard_type;/*typeoffile（所指的文件类型）*/

chard_name[256];/*filename（文件名）*/

};

seekdir（）函数用来设置目录流目前的读取位置，再调用readdir（）函数时，便可以从此新位置开始读取。

参数offset代表距离目录文件开头的偏移量。

telldir（）函数用来返回目录流当前的读取位置。

示例：

#include

#include

#include

intmain（intargc,char*argv[]）

{

structdirent*pDirInfo;

DIR*pDir;

if（argc<2）

pDir=opendir（"."）;

else

pDir=opendir（argv[1]）;

if（NULL==pDir）

{

perror（"opendirfail!

"）;

return-1;

}

while（（pDirInfo=readdir（pDir））!

=NULL）

printf（"%s\n",pDirInfo->d_name）;

closedir（pDir）;

return0;

}

Example：

以树形结构的形式输出指定目录下面的所有文件

#include

#include

#include

#include

#include

#include

voidprintdir（char*dir,intdepth）

{

DIR*dp=opendir（dir）;

if（NULL==dp）

{

fprintf（stderr,"cannotopendirectory:

%s\n",dir）;

return;

}

chdir（dir）;

structdirent*entry;

structstatstatbuf;

while（（entry=readdir（dp））!

=NULL）

{

stat（entry->d_name,&statbuf）;

if（S_ISDIR（statbuf.st_mode））

{

if（strcmp（".",entry->d_name）==0||strcmp（"..",entry->d_name）==0）

continue;

printf（"%*s%s/\n",depth,"",entry->d_name）;

printdir（entry->d_name,depth+4）;

}

else

printf（"%*s%s\n",depth,"",entry->d_name）;

//printf（“%*s”,4,”*”）;该函数表示输出“___*”,前面输出3个空格。

//如果是printf（“%*s”,4,“**”）;则表示输出“__**”，前面输出2个空格。

}

chdir（".."）;

closedir（dp）;

}

intmain（intargc,char*argv[]）

{

char*topdir,pwd[2]=".";

if（argc<2）

topdir=pwd;

else

topdir=argv[1];

printf（"Directoryscanof%s\n",topdir）;

printdir（topdir,0）;

printf（"done.\n"）;

exit（0）;

}

1.4.标准输入/输出流

在进程一开始运行，就自动打开了三个对应设备的文件，它们是标准输入、输出、错误流，分别用全局文件指针stdin、stdout、stderr表示，stdin具有可读属性，缺省情况下是指从键盘的读取输入，stdout和stderr具有可写属性，缺省情况下是指向屏幕输出数据。

示例：

#include

#include

intmain（）

{

charszBuf[32];

printf（"Inputstring:

"）;//向屏幕输出一字符串

fgets（szBuf,sizeof（szBuf）,stdin）;//从键盘读入一行字符串

fprintf（stdout,"Thestringis:

%s",szBuf）;//向屏幕输出一行字符串

return0;

}

2.基于文件描述符的文件操作（非缓冲）

2.1.文件描述符

内核为每个进程维护一个已打开文件的记录表，文件描述符是一个较小的正整数（0—1023），它代表记录表的一项，通过文件描述符和一组基于文件描述符的文件操作函数，就可以实现对文件的读、写、创建、删除等操作。

常用基于文件描述符的函数有open（打开）、creat（创建）、close（关闭）、read（读取）、write（写入）、ftruncate（改变文件大小）、lseek（定位）、fsync（同步）、fstat（获取文件状态）、fchmod（权限）、flock（加锁）、fcntl（控制文件属性）、dup（复制）、dup2、select和ioctl。

基于文件描述符的文件操作并非ANSIC的函数。

如果不清楚某个函数的具体实现形式，可以通过下面的方式查询

man函数名查看该函数的帮助。

如果要复制里面的内容，按Ctrl+Insert键，再粘贴的话用：

Shift+Insert键。

2.2.打开、创建和关闭文件

open和creat都能打开和创建函数，原型为

#include//头文件

#include

#include

intopen（constchar*pathname,intflags）;//文件名打开方式

intopen（constchar*pathname,intflags,mode_tmode）;//文件名打开方式权限

intcreat（constchar*pathname,mode_tmode）;//文件名权限//现在已经不常用了

creat函数等价于open（pathname,O_CREAT|O_TRUNC|O_WRONLY,mode）;

open（）函数出错时返回-1，相关参数如下：

flags和mode都是一组掩码的合成值，flags表示打开或创建的方式，mode表示文件的访问权限。

flags的可选项有

掩码

含义

O_RDONLY

以只读的方式打开

O_WRONLY

以只写的方式打开

O_RDWR

以读写的方式打开

O_CREAT

如果文件不存在，则创建文件

O_EXCL

仅与O_CREAT连用，如果文件已存在，则强制open失败

O_TRUNC

如果文件存在，将文件的长度截至0

O_APPEND

已追加的方式打开文件，每次调用write时，文件指针自动先移到文件尾，用于多进程写同一个文件的情况。

O_NONBLOCK

非阻塞方式打开，无论有无数据读取或等待，都会立即返回进程之中。

O_NODELAY

非阻塞方式打开

O_SYNC

同步打开文件，只有在数据被真正写入物理设备设备后才返回

mode的可选项有：

S_IRWXU00700权限，代表该文件所有者具有可读、可写及可执行的权限。

S_IRUSR或S_IREAD，00400权限，代表该文件所有者具有可读取的权限。

S_IWUSR或S_IWRITE，00200权限，代表该文件所有者具有可写入的权限。

S_IXUSR或S_IEXEC，00100权限，代表该文件所有者具有可执行的权限。

S_IRWXG00070权限，代表该文件用户组具有可读、可写及可执行的权限。

S_IRGRP00040权限，代表该文件用户组具有可读的权限。

S_IWGRP00020权限，代表该文件用户组具有可写入的权限。

S_IXGRP00010权限，代表该文件用户组具有可执行的权限。

S_IRWXO00007权限，代表其他用户具有可读、可写及可执行的权限。

S_IROTH00004权限，代表其他用户具有可读的权限

S_IWOTH00002权限，代表其他用户具有可写入的权限。

S_IXOTH00001权限，代表其他用户具有可执行的权限。

但是通常采用直接赋数值的形式,如：

intfd=open（“1.txt”,O_WRONLY|O_CREAT,0755）;//表示给755的权限

if（-1==fd）

{

perror（"openfailed!

\n"）;

exit（-1）;

}

注意：

LINUX中基于文件描述符的open函数，对于一个不存在的文件，不能通过O_WRONLY的方式打开，必须加上O_CREAT选项。

close用于文件的关闭：

intclose（intfd）;//fd表示文件描述词,是先前由open或creat创建文件时的返回值。

文件使用完毕后，应该调用close关闭它，一旦调用close，则该进程对文件所加的锁全都被释放，并且使文件的打开引用计数减1，只有文件的打开引用计数变为0以后，文件才会被真正的关闭。

2.3.读写文件

读写文件的函数原型为：

#include

ssize_tread（intfd,void*buf,size_tcount）;//文件描述词缓冲区长度

ssize_twrite（intfd,constvoid*buf,size_tcount）;

对于read和write函数，出错返回-1，读取完了之后，返回0，其他情况返回读写的个数。

Example：

将aaa.txt中的内容复制到bbb.txt中，其中bbb.txt起初不存在。

#include

#include//包含exit

#include

#include

#include

#include//用perror输出错误

#include

#defineFILENAME1"./aaa.txt"//用宏定义文件的路径，可以实现一改都改

#defineFILENAME2"./bbb.txt"

main（）

{

charbuf[512]={0};

intfo1=open（FILENAME1,O_RDONLY）;//fo1,fo2都是文件描述词

intfo2=creat（FILENAME2,0755）;//创建文件

//intfo2=open（FILENAME2,O_WRONLY|O_CREAT）;

if（（-1==fo1）||（-1==fo2））

{

perror（"openfailed!

\n"）;

//用于输出错误信息.类似于：

fputs（”openfailed\n”,stderr）;

exit（-1）;

}

intfr=0;

while（（fr=read（fo1,buf,sizeof（buf）））>0）

//如果rea