【Linux】基础IO

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• 一、回顾C语言文件操作
• 二、文件系统调用接口
• • [1. open](#1. open)
  • 2.write
  • 3.read
• 三、文件描述符
• 四、重定向
• • 1.输出重定向
  • 2.输入重定向
• 五、dup2

一、回顾C语言文件操作

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 
  4 #define LOG "log.txt"
  5 
  6 int main()
  7 {
  8   //w 默认写方式打开文件，如果文件不在，就创建它
  9   //默认如果是打开，内容会被自动清空
 10   //同时，每次进行写入的时候，都会从最开始写入
 11   FILE* fp=fopen(LOG,"w");  //"r"只读 ，"a"追加
 12   if(fp==NULL)
 13   {
 14     perror("fopen");  //判断是否创建成功
 15     return 1;
 16   }
 17 
 18   //文件打开成功，进行文件操作
 19   const char* msg="hello linux!";
 20   int cnt=5;
 21   while(cnt)
 22   {
 23     fprintf(fp,"%s: %d: tzc\n",msg,cnt);  //打印到文件中 
 24     //fprintf(stdout,"%s: %d: tzc\n",msg,cnt);  //stdout 打印到显示器文件中                           
 25     //fputs(msg,fp);
 26     cnt--;
 27   }
 28   fclose(fp);  //关闭文件
 29 
 30   return 0;
 31 }

C语言有三个默认输入输出流，分别是 stdin，stdout,stderr.将他们分别称为：标准输入，标准输出，标准错误；他们分别对应 键盘、显示器、显示器。

代码

#include<stdio.h>
 
int main()
{ 
    const char* str = "hello wrold!\n";
    fputs(str,stdout); // 向标准输出中打印，即打印在显示器上
    fputs(str,stdout);
    fputs(str,stdout);
}

运行结果

二、文件系统调用接口

1. open

open打开文件后会返回一个文件描述符，用来后续进行文件操作

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/types.h>
#include<fcntl.h>
 
int main()
{
    umask(0); // 防止umask码&设置权限，影响期望权限
    int fd = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0666); // 以只写方式打开，如果没有该文件就创建，权限为666
    if(fd<0) // 打开失败
    {
        perror("open");
        return 1;
    }
 
    close(fd);
    return 0;
}

2.write

第一个参数是需要填写文件描述符，需要操作哪一个文件就将哪一个文件的文件描述符填到第一个参数，第二个参数是要写入的内容，第三个参数是写入的大小
返回值：返回值为实际写入文件数据大小。

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/stat.h>
  4 #include<sys/types.h>
  5 #include<fcntl.h>
  6 #include<string.h>
  7 
  8 int main()
  9 {
 10     int fd = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
 11     if(fd<0)
 12     {
 13         perror("open");
 14         return 1;
 15     }
 16 
 17     const char* msg = "hello linux!\n";
 18     int count = 5;
 19     while(count--)
 20     {
 21         char line[256]; //缓存数组
 22         snprintf(line,sizeof(line),"%s, %d\n",msg,count); //写入line                                                                                                 
 23         write(fd, msg,strlen(msg));// 写入时不需要写入'\0'，字符串以'\0'结束只是C语言的规定，文件中字符串不需要'\0'
 24     }
 25     close(fd);
 26     return 0;
 27 }

3.read

第一个参数是文件描述符，第二个参数是读取到哪个位置，第三个参数是读取多大
需要注意的是读取的时候直接全文进行读取，不会按行读取。

  1 #include<stdio.h>                                                                                                                                                    
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/stat.h>
  4 #include<sys/types.h>
  5 #include<fcntl.h>
  6 #include<string.h>
  7 
  8 
  9 int main()
 10 {
 11     int fd = open("./log.txt",O_RDONLY);
 12     if(fd<0)
 13     {
 14         perror("open");
 15         return 1;
 16     }
 17 
 18     char buf[1024];
 19     ssize_t s = read(fd, buf, sizeof(buf)-1);// 将文件内容读出，需将字符串末尾加'\0'
 20     if(s>0)
 21     {
 22         buf[s] = 0;
 23         printf("%s\n",buf); //将读取到的字符串打印出来
 24     }
 25     else
 26     {
 27         printf("read failed\n");
 28     }
 29     return 0;
 30 }

三、文件描述符

文件描述符就是调用系统接口open的返回值，打开成功返回该文件的文件描述符，打开失败返回-1。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/types.h>
#include<fcntl.h>
 
 
int main()
{
    int fd1 = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
    int fd2 = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
    int fd3 = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
    int fd4 = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0644);
 
    printf("fd1: %d\n",fd1);
    printf("fd2: %d\n",fd2);
    printf("fd3: %d\n",fd3);
    printf("fd4: %d\n",fd4);
    return 0;
}

实际上文件描述符就是一个数组的下标，如何理解？
系统的标准输入，标准输出和标准错误占据了数组的前三个位置，所以我们进程在打开文件的时候，默认文件描述符就是从3开始。

如何验证？

四、重定向

1.输出重定向

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/stat.h>
  4 #include<sys/types.h>
  5 #include<fcntl.h>
  6 #include<string.h>
  7  
  8 int main()
  9 {
 10     close(1); // 关闭标准输出
 11     int fd = open("./log.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
 12     // int fd = open("./log.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0644); // 追加重定向 只是换成append       
 13     if(fd<0)
 14     {                                                                                     
 15        perror("open");                                                                    
 16        return 1;                                                                          
 17     }                                                                                     
 18                                                                                           
 19     int count = 5;                                                                        
 20     while(count--)                                                                        
 21     {                                                                                     
 22         printf("hello world!\n");                                                         
 23     }                                                                                     
 24                                                                                           
 25     return 0;                                                                             
 26 } 

原理：

2.输入重定向

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/stat.h>
  4 #include<sys/types.h>
  5 #include<fcntl.h>
  6 #include<string.h>
  7 
  8 int main()
  9 {
 10     close(0); // 关闭标准输入
 11     int fd = open("./log.txt", O_RDONLY);
 12     if(fd<0)
 13     {
 14        perror("open");
 15        return 1;                                                                                      
 16     }
 17 
 18     int a,b;
 19     scanf("%d %d",&a,&b);
 20     printf("a=%d, b=%d\n",a,b);
 21 
 22     return 0;
 23 }

原理跟输出重定向相同，不过要关闭的是stdin
除了代码方式，我们可以通过指令方式进行重定向

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/stat.h>
  4 #include<sys/types.h>
  5 #include<fcntl.h>
  6 #include<string.h>
  7 
  8 int main()
  9 {
 10     printf("you can see me!\n");
 11     printf("you can see me!\n");
 12     printf("you can see me!\n");
 13     printf("you can see me!\n");
 14 
 15     fprintf(stdout,"hello linux!\n");
 16     fprintf(stdout,"hello linux!\n");
 17     fprintf(stdout,"hello linux!\n");
 18 
 19     fprintf(stderr,"hello tzc!\n");
 20     fprintf(stderr,"hello tzc!\n");                                                                                                                                                        
 21     fprintf(stderr,"hello tzc!\n");
 22 
 23 
 24     return 0;
 25 }

将原本输出到显示器文件中的数据重定向到log.txt中，重定向stdout的内容，所以stderr中的内容还是被打印到显示器文件中了
如果要对标准错误（stderr）的内容重定向到文件中可以另加修饰。

此时我们可以看到标准错误和标准输出都打印到同一个文件中。

也可以进行分开重定向

五、dup2

我们发现在对数据进行重定向的时候，操作比较复杂，系统提供了一个函数用来简化重定向操作

dup2有两个参数，oldfd和newfd,他的底层原理实际是将newfd的指针覆盖，换成指定oldfd位置的指针

使用：

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/stat.h>
  4 #include<sys/types.h>
  5 #include<fcntl.h>
  6 #include<string.h>
  7 
  8 #define LOG "log.txt"
  9 
 10 int main()
 11 {
 12     int fd=open(LOG,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666); //打开文件
 13     if(fd==-1)
 14     {
 15         perror("open");
 16         return -1;
 17     }
 18 
 19     dup2(fd,1); //将下标为1位置的内容覆盖为fd位置下标中内容
 20 
 21     printf("hello linux!\n");
 22     printf("hello linux!\n");
 23     printf("hello linux!\n");                                                                                                                                                              
 24 
 25     return 0;
 26 }