文件/目录管理（1）---open()/close()/read()/write()

一 文件管理

　　在Linux中，几乎一切都被看成了文件，因此文件操作函数(系统调用)：

　　open()/close()/read()/write()/ioctl()

　　可以操作几乎所有输入输出设备。

1 open()函数

open() 打开一个文件

int open(char* filename,int flag,…)

filename 表示文件名(带路径)

flag 是打开的标识，可以选择打开方式，常见值

　　O_RDONLY 　O_WRONLY 　O_RDWR - 选择打开的权限

　　O_CREAT - 如果不存在会新建，存在则打开

　　O_TRUNC -和O_CREAT结合使用，打开时清空文件

　　O_EXCL -和O_CREAT结合使用，但文件存在时不打开，而是返回 -1 代表错误

　　O_APPEND - 追加的方式打开文件

… 代表0-n个任意类型的参数，如果是新建文件需要第三个参数，如果只是打开文件不需要第三个参数，新建文件时，第三个参数是新建文件的权限(必须)。

返回文件描述符，-1代表出错。

文件描述符本身就是一个非负整数，代表一个打开的文件。

文件open的过程：

　　先打开一个文件 -> 用文件表记录该文件信息 ->在文件描述符总表中，找没使用的文件描述符(默认找最小) -> 把最小的文件描述符和文件表对应起来，放入文件描述符总表中。

　　文件描述符0 1 2被系统占用，分别代表标准输入、标准输出和标准错误，打开文件的描述符从3 开始。

open.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main(){
printf("O_RDONLY=%d,O_WRONLY=%d,O_RDWR=%d\n"
,O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR);
printf("O_CREAT=%d\n",O_CREAT);
printf("O_APPEND=%d\n",O_APPEND);
int fd = open("a.txt",O_CREAT|O_RDWR,0666);
if(fd==-1) perror("open"),exit(-1);
printf("fd=%d\n",fd);
int fd2 = open("a.txt",O_RDONLY);
printf("fd2=%d\n",fd2);
close(fd); close(fd2);
}

2 read()和write()

read() 和 write() ，读数据和写数据

三个参数：

　　第一个参数 fd

　　第二个参数 void*

　　第三个参数 read() 用sizeof()，write()用实际想写入的字节数

write.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
int fd = open("a.txt",O_CREAT|O_RDWR,0666);
if(fd==-1) perror("open"),exit(-1);
int res = write(fd,"hello",5);
if(res==-1) perror("write"),exit(-1);
printf("写了%d字节数据\n",res);
close(fd);//写
int fd2 = open("a.txt",O_RDONLY);//读
if(fd2==-1) perror("open"),exit(-1);
char buf[100] = {};
res = read(fd2,buf,sizeof(buf));
if(res==-1) perror("read"),exit(-1);
printf("读到了%d字节，内容:%s\n",res,buf);
close(fd2);
}

下面是用read()和write()写的两个小练习。

1 实现文件的复制

copy.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
//新建文件时，有预设的文件权限屏蔽(002)，umask
int fd = open("a.txt",O_RDONLY);//读文件
if(fd==-1)
perror("open"),exit(-1);
char buf[100] = {};
int fd2 = open("b.txt",//写文件
O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,0666);//O_APPEND
if(fd2==-1) perror("open2"),exit(-1);
while(1){
int res = read(fd,buf,sizeof(buf));
if(res <= 0) break;
write(fd2,buf,res);
}
close(fd);
close(fd2);
}

2 把员工信息写入文件，并在另外一个文件中读出来

writeemp.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

struct emp{
int id;
char name[20];
double sal;
};

int main(){
int fd = open("emp.dat",
O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,0666);
if(fd==-1)
perror("open"),exit(-1);
struct emp em = {100,"zhangfei",12000.0};
int res = write(fd,&em,sizeof(em));
if(res==-1) perror("write"),exit(-1);
printf("写入员工信息成功\n");
close(fd);
}

reademp.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

struct emp{
int id;
char name[20];
double sal;
};

int main(){
int fd = open("emp.dat",O_RDONLY);
if(fd==-1)
perror("open"),exit(-1);
struct emp em;
int res = read(fd,&em,sizeof(em));
if(res==-1)
perror("read"),exit(-1);
printf("%d,%s,%lf\n",em.id,em.name,em.sal);
close(fd);
}

趣味练习：

　　把员工信息写入文件，要求用cat/vi能看清楚信息

提示：

　　只有字符串类型才能被vi看清楚。

　　把员工信息拼接成一个很长的字符串再写入文件

　　sprintf() 和printf() fprintf() 用法基本一样

empws.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

struct emp{
int id;
char name[20];
double sal;
};

int main(){
int fd = open("emp.dat",
O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
if(fd==-1) perror("open"),exit(-1);
struct emp em = {100,"zhangfei",12000.0};
char buf[100] = {};
sprintf(buf,"%d,%s,%lf",em.id,em.name,
em.sal);
write(fd,buf,strlen(buf));//不要使用sizeof
close(fd);
}

　　用vi来编辑文本文件时，会自动在文本末尾加上‘\n’,这个可以通过ls -l查看文件的大小来发现会多一个字节。而通过write向文件中写的则不会。

test.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
//新建文件时，有文件权限屏蔽(002)
int fd = open("a.txt",O_CREAT|O_RDWR,0666);
if(fd==-1) perror("open"),exit(-1);
write(fd,"hello",5);
close(fd);
}

3 字符串相关常用操作

这里来一个小插曲，总结一下有关字符串的一些操作：

string.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

//字符串的基本操作
int main(){
//1 赋值 =和strcpy
//2 指针操作 字符串以'\0'结尾，字符串数组以
// NULL结束
//3 字符串的拼接操作
char buf[100] = {};
char* s1 = "abc"; char* s2 = "def";
strcpy(buf,s1);
strcat(buf,s2);
printf("%s\n",buf);
//4 字符串和其他的类型转换(转换函数)
//其他类型转字符串sprintf();
//字符串转其他类型sscanf();
int i = 12345;
char bufint[12] = {};//最少12 负号+10位数+\0
sprintf(bufint,"%d",i);
printf("%s\n",bufint);
char* st = "1234";//字符串转int
int a;
sscanf(st,"%d",&a);
printf("a=%d\n",a);
//5 其他相关函数，比如strlen() 取长度
//strcmp()/strncmp() 比较字符串
}

4 关于标C函数和UC函数的区别

　　标C函数都有输入/输出缓冲区，而UC函数在用户层是没有缓冲区，因此，频繁输入输出时，UC函数最好自定义一个缓冲区(char buf[])。

　　如果对于性能没有特殊的要求，使用标C函数即可，有特殊要求，使用UC函数更好。

BiaocUc.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

//分别用标C和UC函数写100万个int
int main(){
/*FILE* file = fopen("a.txt","w");//标C
if(file==NULL)
perror("fopen"),exit(-1);
int i=0;
for(i=0;i<1000000;i++){
fwrite(&i,4,1,file); //写int
//fprintf(file,"%d",i);//转字符串后写
}
fclose(file);*/

int fd = open("a.txt",
O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
if(fd==-1) perror("open"),exit(-1);
int i;
int arr[10000] = {};
for(i=0;i<1000000;i++){
/*write(fd,&i,4);*/
arr[i%10000] = i;
if((i%10000) == 9999)
write(fd,arr,sizeof(arr));
}
close(fd);
}