Linux系统编程_文件编程第1天：打开、写入、读取、关闭文件等编程

Cui杰西2023-10-13 20:36

1. 文件编程概述（399.1）

  • 内容超多：
    • 文件系统原理及访问机制
    • 文件在内核中的管理机制
    • 什么是文件信息节点inode
    • 文件的共享
    • 文件权限，各种用户对其权限
    • 。。。。。。
  • 应用为王，如：
    • 账单
    • 游戏进度
    • 配置文件等
  • 关心如何用代码操作文件，实现文件创建、打开、编辑等自动化执行
  • Windows 如何手动修改文件，比如写一个 word 文档：
    • 打开/创建文档、编辑文档、保存文档、关闭文档
  • 计算机如何帮助我们自动化完成以上操作？
  • 操作系统提供了一系列的 API，如 Linux 系统：
    • 打开 open
    • 读写 write /read
    • 光标定位 lseek
    • 关闭 close

2. 文件打开及创建（400.2）

打开/创建文件


参数说明

  • int 返回值：文件描述符，应为小的非负整数
  • Pathname：要打开的文件名（含路径，缺省为当前路径）
  • Flags:
    • O_RDONLY 只读打开
    • O_WRONLY 只写打开
    • O_RDWR 可读可写打开
      • 当我们附带了权限后，打开的文件就只能按照这种权限来操作。
      • 以上这三个常数中应当指定一个。
    • 下列常数是可选择的：
      • O_CREAT：若文件不存在则创建它。使用此选项时，需要同时说明第三个参数 mode（0600），用其说明该新文件的存取许可权限
      • O_EXCL：如果同时指定了O_CREAT，而文件已经存在，则出错
      • O_APPEND：每次写时都加到文件的尾端
      • O_TRUNC：属性去打开文件时，如果这个文件中本来是有内容的，而且为只读或只写成功打开，则将其长度截短为 0。
  • Mode：一定是在 flags 中使用了 O_CREAT 标志，mode 记录待创建的文件的访问权限
  • FILE/demo.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件
int main(){
	int fd;//文件描述符，索引值

	fd = open("./file1",O_RDWR);//文件名（含路径），可读可写权限

	printf("fd = %d\n",fd);

	return 0;
}
  • FILE/demo2.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件

int main(){
	int fd;
	
	fd = open("./file1",O_RDWR);
	printf("fd = %d\n",fd);

	if(fd == -1){
		printf("open file1 failed\n");
		fd = open("./file1",O_RDWR|O_CREAT,0600);//若文件不存在则创建
		if(fd > 0){
			printf("fd = %d\n",fd);
			printf("create file1 success!\n");
		}
	}

	return 0;
}


  • -rwx：
    • -：普通文件
    • r：可读
    • w：可写
    • x：可执行

3. 文件写入操作编程（401.3）

  • 查看函数原型

写入文件

  • write 返回的是写入的字节数
  • FILE/demo3.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件
#include <unistd.h>//write函数需包含的头文件
#include <string.h>//strlen的头文件

int main(){
	int fd;
	char *buf = "Jessie is very kind.";
	
	fd = open("./file1",O_RDWR);
	printf("fd = %d\n",fd);

	if(fd == -1){
		printf("open file1 failed\n");
		fd = open("./file1",O_RDWR|O_CREAT,0600);//若文件不存在则创建
		if(fd > 0){
			printf("fd = %d\n",fd);
			printf("create file1 success!\n");
		}
	}
	printf("open success : fd = %d\n",fd);//打开文件
	
	//ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);//write的函数原型
	write(fd,buf,strlen(buf));//写入文件//在Linux中指针是固定8个字节，所以不能用sizeof
	//stlen计算字符串长度
	close(fd);//关闭文件
	
	return 0;
}



4. 文件读取操作（402.4）

读取文件

  • read 返回的是读取的字节数
  • FILE/demo4.c
  • FILE/demo5.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件
#include <unistd.h>//write函数需包含的头文件
#include <string.h>//strlen的头文件
#include <stdlib.h>//malloc的头文件

int main(){
	int fd;
	char *buf = "Jessie is very kind.";
	
	fd = open("./file1",O_RDWR);
	printf("fd = %d\n",fd);

	if(fd == -1){
		printf("open file1 failed\n");
		fd = open("./file1",O_RDWR|O_CREAT,0600);//若文件不存在则创建
		if(fd > 0){
			printf("fd = %d\n",fd);
			printf("create file1 success!\n");
		}
	}
	printf("open success : fd = %d\n",fd);//打开文件
	
	//ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
	int n_write = write(fd,buf,strlen(buf));//存储在fd中写入所有的buf后的字节数
	if(n_write != -1){
		printf("write %d byte to file1\n",n_write);
	}
	
	close(fd);
	fd = open("./file1",O_RDWR);//重新打开文件，光标移至头
	
	char *readBuf;
	readBuf = (char *)malloc(sizeof(char)*n_write + 1);	
	//ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);//read的函数原型
	int n_read = read(fd,readBuf,n_write);//存储从fd中读出的readBuf的所有的字节数
	
	printf("read %d ,context:%s\n",n_read,readBuf);
	close(fd);//关闭文件
	
	return 0;
}

5. 文件光标移动操作（403.5）

将文件读写指针相对whence移动offset个字节


  • FILE/demo6.c（打开、写入、定位光标、读取数据）
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件
#include <unistd.h>//write函数需包含的头文件
#include <string.h>//strlen的头文件
#include <stdlib.h>//malloc的头文件

int main(){
	int fd;
	char *buf = "Jessie is very kind.";
	
	fd = open("./file1",O_RDWR);
	printf("fd = %d\n",fd);

	if(fd == -1){
		printf("open file1 failed\n");
		fd = open("./file1",O_RDWR|O_CREAT,0600);//若文件不存在则创建
		if(fd > 0){
			printf("fd = %d\n",fd);
			printf("create file1 success!\n");
		}
	}
	printf("open success : fd = %d\n",fd);//打开文件
	
	//ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);//write的函数原型
	int n_write = write(fd,buf,strlen(buf));//存储在fd中写入所有的buf后的字节数
	if(n_write != -1){
		printf("write %d byte to file1\n",n_write);
	}
	
	//close(fd);
	//fd = open("./file1",O_RDWR);//重新打开文件，光标移至头
	
	char *readBuf;
	readBuf = (char *)malloc(sizeof(char)*n_write + 1);	
	//ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);//read的函数原型
	//off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);//lseek的函数原型
	//lseek(fd,0,SEEK_SET);
	lseek(fd,-20,SEEK_CUR);
	//lseek(fd,-20,SEEK_END);
	int n_read = read(fd,readBuf,n_write);//存储从fd中读出的readBuf的所有的字节数
	
	printf("read %d ,context:%s\n",n_read,readBuf);
	close(fd);//关闭文件
	
	return 0;
}
  • FILE/demo7.c（lseek返回有多少个字节）
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件
#include <unistd.h>//write函数需包含的头文件
#include <string.h>//strlen的头文件
#include <stdlib.h>//malloc的头文件

int main(){
	int fd;
	char *buf = "Jessie is very kind.";
	
	fd = open("./file1",O_RDWR);
	
	int filesize = lseek(fd,0,SEEK_END);//lseek返回多少个字节
	printf("file's size is :%d\n",filesize);
	
	close(fd);//关闭文件
	
	return 0;
}

关闭文件

6. 文件打开创建的补充（404.6）

O_EXCL：如果同时指定了 OCREAT，而文件已经存在，则出错（即返回-1）

  • FILE/demo8.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(){
        int fd;

        fd = open("./file1",O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL,0600);//若文件不存在则创建，已存在则出错
        if(fd == -1){
                printf("File1 exists.\n");
        }
        return 0;
}

O_APPEND：每次写时都加到文件的尾端（另起一行）

  • FILE/demo9.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件
#include <unistd.h>//write函数需包含的头文件
#include <string.h>//strlen的头文件
#include <stdlib.h>//malloc的头文件

int main(){
	int fd;
	char *buf = "Jessie is very kind.";
	
	//fd = open("./file1",O_RDWR);
	fd = open("./file1",O_RDWR|O_APPEND);//另起一行添加字符

	printf("open success : fd = %d\n",fd);//打开文件

	int n_write = write(fd,buf,strlen(buf));//存储在fd中写入所有的buf后的字节数
	if(n_write != -1){
		printf("write %d byte to file1\n",n_write);
	}
	
	close(fd);//关闭文件
	
	return 0;
}
  • 有 O_APPEND 时：另起一行添加
  • 无 O_APPEND 时：覆盖原先对应位置的字符，保留后边的字符

O_TRUNC：去打开文件时，如果这个文件中本来是有内容的，而且为只读或只写成功打开，则将其长度截短为0（即删除原来的所有字符）

  • FILE/demo10.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件
#include <unistd.h>//write函数需包含的头文件
#include <string.h>//strlen的头文件
#include <stdlib.h>//malloc的头文件

int main(){
	int fd;
	char *buf = "Jessie.";
	
	fd = open("./file1",O_RDWR|O_TRUNC);//打开已有文件时，清空字符

	printf("open success : fd = %d\n",fd);//打开文件

	int n_write = write(fd,buf,strlen(buf));//存储在fd中写入所有的buf后的字节数
	if(n_write != -1){
		printf("write %d byte to file1\n",n_write);
	}
	
	close(fd);//关闭文件
	
	return 0;
}

创建文件creat函数

  • FILE/demo11.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>//以上三行为open函数需包含的头文件
#include <stdio.h>//printf函数需包含的头文件
#include <unistd.h>//write函数需包含的头文件
#include <string.h>//strlen的头文件
#include <stdlib.h>//malloc的头文件

int main(){
	int fd;
	
	//int creat(const char *pathname, mode_t mode);
	fd = creat("./file2",S_IRWXU);
	
	return 0;
}

7. 文件操作原理简述（审核不过./7）

文件描述符


  • FILE/demo12.c
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(){
	int fd;

	char readBuf[128];


	int n_read = read(0,readBuf,5);//从标准输入（键盘）读

	int n_write = write(1,readBuf,strlen(readBuf));//写到标准输出（UNIX shell）
	
	printf("\ndone!\n");
	
	return 0;
}

文件编程的一般步骤

  • 打开/创建文件、读取文件/写入文件、关闭文件

Linux文件管理简述

8. 文件操作小应用之实现cp指令（405.8）

  • FILE/test1.c（先做测试）
c 复制代码 
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv){
	printf("totol params: %d\n",argc);//参数总数
	printf("No.1 params :%s\n",argv[0]);//参数名称，数组的形式//a.out
	printf("No.2 params :%s\n",argv[1]);//src
	printf("No.3 params :%s\n",argv[2]);//des（）

	return 0;
}
  • FILE/demo13.c（ 实现linux cp命令的代码）
c 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv){
	int fdSrc;//源文件描述符
	int fdDes;//目标文件描述符

	char *readBuf=NULL;

	if(argc != 3){//对参数个数的判断
		printf("pararm error\n");
		exit(-1);
	}

	fdSrc = open(argv[1],O_RDWR);//打开源文件
	
	int size = lseek(fdSrc,0,SEEK_END);//算出源文件的字节大小
	readBuf=(char *)malloc(sizeof(char)*size + 8);//开辟比源文件多8个字节的大小
	
	lseek(fdSrc,0,SEEK_SET);//光标移至源文件内容的头
	int n_read = read(fdSrc, readBuf, size);//读源文件到readBuf，要用size
	
	fdDes = open(argv[2],O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0600);//打开/创建目标文件，目标文件已存在时清空内容
	int n_write = write(fdDes,readBuf,strlen(readBuf));//将readBuf写入目标文件

	close(fdSrc);//关闭源文件
	close(fdDes);//关闭目标文件

	return 0;
}

9. 解决上节课中的隐藏bug（406.9）

  • FILE/demo13.c（ 实现linux cp命令的代码）
c 复制代码 
int n_read = read(fdSrc, readBuf, size);//读源文件到readBuf，要用size
	
fdDes = open(argv[2],O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0600);//打开/创建目标文件，目标文件已存在时清空内容
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