Linux下的C编程实战之文件系统编程
2012-05-07 19:05
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文章来源:http://dev.yesky.com/468/7601968.shtml
2007-10-12 11:01作者:宋宝华出处:天极网软件频道责任编辑:方舟
1.Linux文件系统
Linux支持多种文件系统,如ext、ext2、minix、iso9660、msdos、fat、vfat、nfs等。在这些具体文件系统的上层,Linux提供了虚拟文件系统(VFS)来统一它们的行为,虚拟文件系统为不同的文件系统与内核的通信提供了一致的接口。下图给出了Linux中文件系统的关系:
在Linux平台下对文件编程可以使用两类函数:(1)Linux操作系统文件API;(2)C语言I/O库函数。 前者依赖于Linux系统调用,后者实际上与操作系统是独立的,因为在任何操作系统下,使用C语言I/O库函数操作文件的方法都是相同的。本章将对这两种方法进行实例讲解。
2.Linux文件API
Linux的文件操作API涉及到创建、打开、读写和关闭文件。
创建
int creat(const char *filename, mode_t mode); |
int umask(int newmask); |
打开
int open(const char *pathname, int flags); int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode); |
标志 | 含义 |
O_RDONLY | 以只读的方式打开文件 |
O_WRONLY | 以只写的方式打开文件 |
O_RDWR | 以读写的方式打开文件 |
O_APPEND | 以追加的方式打开文件 |
O_CREAT | 创建一个文件 |
O_EXEC | 如果使用了O_CREAT而且文件已经存在,就会发生一个错误 |
O_NOBLOCK | 以非阻塞的方式打开一个文件 |
O_TRUNC | 如果文件已经存在,则删除文件的内容 |
如果使用了O_CREATE标志,则使用的函数是int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode); 这个时候我们还要指定mode标志,用来表示文件的访问权限。mode可以是以下情况的组合:
标志 | 含义 |
S_IRUSR | 用户可以读 |
S_IWUSR | 用户可以写 |
S_IXUSR | 用户可以执行 |
S_IRWXU | 用户可以读、写、执行 |
S_IRGRP | 组可以读 |
S_IWGRP | 组可以写 |
S_IXGRP | 组可以执行 |
S_IRWXG | 组可以读写执行 |
S_IROTH | 其他人可以读 |
S_IWOTH | 其他人可以写 |
S_IXOTH | 其他人可以执行 |
S_IRWXO | 其他人可以读、写、执行 |
S_ISUID | 设置用户执行ID |
S_ISGID | 设置组的执行ID |
open("test", O_CREAT, 10705); |
open("test", O_CREAT, S_IRWXU | S_IROTH | S_IXOTH | S_ISUID ); |
读写
在文件打开以后,我们才可对文件进行读写了,Linux中提供文件读写的系统调用是read、write函数:
int read(int fd, const void *buf, size_t length); int write(int fd, const void *buf, size_t length); |
以O_CREAT为标志的open实际上实现了文件创建的功能,因此,下面的函数等同creat()函数:
int open(pathname, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, mode); |
对于随机文件,我们可以随机的指定位置读写,使用如下函数进行定位:
int lseek(int fd, offset_t offset, int whence); |
SEEK_SET:相对文件开头
SEEK_CUR:相对文件读写指针的当前位置
SEEK_END:相对文件末尾
offset可取负值,例如下述调用可将文件指针相对当前位置向前移动5个字节:
lseek(fd, -5, SEEK_CUR); |
lseek(fd, 0, SEEK_END); |
当我们操作完成以后,我们要关闭文件了,只要调用close就可以了,其中fd是我们要关闭的文件描述符:
int close(int fd); |
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdio.h> #define LENGTH 100 main() { int fd, len; char str[LENGTH]; fd = open("hello.txt", O_CREAT | O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR); /* 创建并打开文件 */ if (fd) { write(fd, "Hello, Software Weekly", strlen("Hello, software weekly")); /* 写入 Hello, software weekly字符串 */ close(fd); } fd = open("hello.txt", O_RDWR); len = read(fd, str, LENGTH); /* 读取文件内容 */ str[len] = '/0'; printf("%s/n", str); close(fd); } |
C库函数的文件操作实际上是独立于具体的操作系统平台的,不管是在DOS、Windows、Linux还是在VxWorks中都是这些函数:
创建和打开
FILE *fopen(const char *path, const char *mode); |
标志 | 含义 |
r, rb | 以只读方式打开 |
w, wb | 以只写方式打开。如果文件不存在,则创建该文件,否则文件被截断 |
a, ab | 以追加方式打开。如果文件不存在,则创建该文件 |
r+, r+b, rb+ | 以读写方式打开 |
w+, w+b, wh+ | 以读写方式打开。如果文件不存在时,创建新文件,否则文件被截断 |
a+, a+b, ab+ | 以读和追加方式打开。如果文件不存在,创建新文件 |
读写
C库函数支持以字符、字符串等为单位,支持按照某中格式进行文件的读写,这一组函数为:
int fgetc(FILE *stream); int fputc(int c, FILE *stream); char *fgets(char *s, int n, FILE *stream); int fputs(const char *s, FILE *stream); int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...); int fscanf (FILE *stream, const char *format, ...); size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream); size_t fwrite (const void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream); |
write()实现从缓冲区ptr所指的数组中把n个字段写到流stream中,每个字段长为size个字节,返回实际写入的字段数。
另外,C库函数还提供了读写过程中的定位能力,这些函数包括
int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos); int fsetpos(FILE *stream, const fpos_t *pos); int fseek(FILE *stream, long offset, int whence); 等。 |
利用C库函数关闭文件依然是很简单的操作:
int fclose (FILE *stream); |
#include <stdio.h> #define LENGTH 100 main() { FILE *fd; char str[LENGTH]; fd = fopen("hello.txt", "w+"); /* 创建并打开文件 */ if (fd) { fputs("Hello, Software Weekly", fd); /* 写入Hello, software weekly字符串 */ fclose(fd); } fd = fopen("hello.txt", "r"); fgets(str, LENGTH, fd); /* 读取文件内容 */ printf("%s/n", str); fclose(fd); } |
Linux提供的虚拟文件系统为多种文件系统提供了统一的接口,Linux的文件编程有两种途径:基于Linux系统调用;基于C库函数。这两种编程所涉及到文件操作有新建、打开、读写和关闭,对随机文件还可以定位。本章对这两种编程方法都给出了具体的实例。
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