系统IO函数接口

锻炼²2024-04-03 7:09

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前言

[一. man手册](#一. man手册)

[1.1 man手册如何查询](#1.1 man手册如何查询)

[1.2 man手册基础](#1.2 man手册基础)

二.系统IO函数接口

三.open打开文件夹

[3.1 例1 open打开文件](#3.1 例1 open打开文件)

[3.2 open打开文件代码](#3.2 open打开文件代码)

[3.3 例2 创建文件](#3.3 例2 创建文件)

四.write写文件

[4.1 write写文件](#4.1 write写文件)

[五. read读文件](#五. read读文件)

[5.1 read读文件与偏移](#5.1 read读文件与偏移)

[5.2 偏移细节](#5.2 偏移细节)

[5.3 read读文件代码](#5.3 read读文件代码)

六.复制文件

[6.1 方法1：cp 命令](#6.1 方法1：cp 命令)

[6.2 方法2：使用缓冲区拷贝](#6.2 方法2：使用缓冲区拷贝)

[6.3 方法3：主函数传参](#6.3 方法3：主函数传参)

前言

学习使用man手册，系统IO接口：open write read接口

系统I/O接口是一组用于处理输入和输出操作的函数和工具。这些接口提供了与操作系统交互的机制，允许程序读写文件、网络通信、控制设备等。系统I/O接口在C语言程序中扮演着至关重要的角色，以下是它们的一些主要作用：

一. man手册

1.1 man手册如何查询

我们输入man -f open 命令

cpp 复制代码 
man -f open

输入man man

可以查看man中的9本手册

1.2 man手册基础

当前第二本手册

函数的功能介绍(使用说明)

返回值介绍

错误号码

二.系统IO函数接口

在C语言中，系统I/O接口是一组用于处理输入和输出操作的函数和工具。这些接口提供了与操作系统交互的机制，允许程序读写文件、网络通信、控制设备等。系统I/O接口在C语言程序中扮演着至关重要的角色，以下是它们的一些主要作用：

  1. 文件操作 ： 系统I/O接口提供了一系列的函数，如 open、read、write、close 等，用于打开、读取、写入和关闭文件。这些函数是进行文件处理的基础，允许程序访问磁盘上的文件资源。

  2. 数据传输： 通过系统I/O接口，程序可以读写数据流。这包括从标准输入（如键盘）读取数据，以及向标准输出（如终端或文件）写入数据。这些操作对于用户交互和程序输出是必不可少的。

  3. 缓冲管理 ： 系统I/O接口通常使用缓冲区来优化读写操作的性能。例如，stdio 库中的 fread 和 fwrite 函数会在内部使用缓冲区来减少对底层 read 和 write 系统调用的频繁使用。这有助于提高I/O操作的效率。

  4. 错误处理 ： 系统I/O接口提供了错误检测和报告机制。当I/O操作失败时，这些接口会设置全局变量 errno，并返回特定的错误代码。这使得程序员能够诊断和处理I/O操作中出现的问题。

  5. 设备控制： 系统I/O接口允许程序与各种设备进行交互，如打印机、磁盘驱动器、网络接口等。通过这些接口，程序可以执行设备特定的操作，如打开设备、发送命令、读取状态等。

  6. 网络通信： 系统I/O接口提供了网络编程的基础设施，包括套接字（sockets）操作、网络协议处理、数据包发送和接收等。这些接口使得程序能够在网络上进行通信和数据交换。

  7. 多线程和异步I/O： 在多线程或异步I/O环境中，系统I/O接口可以支持并发操作，允许多个线程同时进行I/O操作，提高了程序的响应性和性能。

  8. 跨平台兼容性： C语言标准库中的I/O接口设计为跨平台兼容，这意味着在不同的操作系统和硬件平台上，程序可以使用相同的I/O函数进行开发。这大大简化了程序的移植和维护工作。

总之，系统I/O接口是C语言程序与外部世界交互的桥梁，它们为程序提供了丰富的输入输出功能，使得程序能够执行文件处理、网络通信、设备控制等多样化的任务。通过有效地使用这些接口，程序员可以构建出功能强大、性能优越的应用程序。

三.open打开文件夹

3.1 例1 open打开文件

头文件

cpp 复制代码 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

定义函数

cpp 复制代码 
int open(const char * pathname, int flags);
int open(const char * pathname, int flags, mode_t mode);

参数分析

需要注意：

3.2 open打开文件代码

代码

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>



int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 打开文件
    int  file_fd = open("abc.c",  O_RDONLY );
    if( -1 == file_fd )
    {
        fprintf( stderr , "open abc.c error , msg:%s\n", strerror(errno));
        return -1 ;
    }
    else
    {
        printf("open abc.c succeed , file descriptor : %d \n " , file_fd);
    }
    

    return 0;
}

如果没有创建文件，则会显示文件或路径不存在

接着我们创建文件abc.c再进行测试，现在就可以找到文件了

3.3 例2 创建文件

如果文件不存在如何在程序中自行创建

可以先查看umask

当前测试文件夹中的内容为open_1.c

open_1.c代码

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>




int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 打开文件
    int  file_fd = open("abc.c",  O_RDONLY | O_CREAT | O_TRUNC , 0666 );
    if( -1 == file_fd )
    {
        fprintf( stderr , "open abc.c error , msg:%s\n", strerror(errno));
        return -1 ;
    }
    else
    {
        printf("open abc.c succeed , file descriptor : %d \n " , file_fd);
    }
    

    return 0;
}

运行结果：可以看出编译a.out后，我们创建了一个名为abc.c的文件

四.write写文件

4.1 write写文件

在文件中写入

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>


int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 打开文件
    int  file_fd = open("abc.c",  O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC , 0666 );
    if( -1 == file_fd )
    {
        fprintf( stderr , "open abc.c error , msg:%s\n", strerror(errno));
        return -1 ;
    }
    else
    {
        printf("open abc.c succeed , file descriptor : %d \n " , file_fd);
    }

    // 写入内容
    ssize_t ret_val = write ( file_fd , "Hello GZ2123", sizeof("Hello GZ2123"));
    if( -1 == ret_val )
    {
        fprintf( stderr , "write abc.c error , msg:%s\n", strerror(errno));
        return -1 ;
    }
    else{
        printf(" write succeed : %ld byet \n" , ret_val);
    }
    
    while(1)
    {
        
    }

    return 0;
}

五. read读文件

5.1 read读文件与偏移

在读取文件中，我们需要注意偏移量的细节

读取文件

移动文件的读写位置(设置偏移量)

5.2 偏移细节

读取文件时，需要注意当前文件的操作：

若打开进行写入操作后没有关闭，那么我们进行读操作时，偏移量会到数据末尾，如这里的null，若在这里进行读取数据，则读不出来：

解决方法：1.把文件关闭再打开，再次被打开时文件的偏移量为开头部分，这是就可以正常读取数据了

cpp 复制代码 
close(file_fd);
open("abc.c", O_RDWR, 0666 );

解决方法2：设置偏移量：通过直接设置偏移量，即可重现定位到文件的头部分

cpp 复制代码 
//把读写位置偏移到开头
ret_val = lseek(file_fd , 0 , SEEK_SET );       
printf("偏移后：%ld\n" , ret_val);

5.3 read读文件代码

代码

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>




int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 打开文件
    int  file_fd = open("abc.c",  O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC , 0666 );
    if( -1 == file_fd )
    {
        fprintf( stderr , "open abc.c error , msg:%s\n", strerror(errno));
        return -1 ;
    }
    else
    {
        printf("open abc.c succeed , file descriptor : %d \n " , file_fd);
    }

    // 写入内容
    char str1[] = "hello word hello FFFF ello111222";
    //ssize_t ret_val = write ( file_fd , "Hello GZ2123", sizeof("Hello GZ2123"));
    ssize_t ret_val = write ( file_fd , str1, sizeof(str1));
    if( -1 == ret_val )
    {
        fprintf( stderr , "write abc.c error , msg:%s\n", strerror(errno));
        return -1 ;
    }
    else{
        printf(" write succeed : %ld byet \n" , ret_val);
    }

    //这里不使用偏移函数，使用关闭再打开文件也同样可以进行读取操作
    //重新打开文件，读写的偏移位自动为开头
    // close(file_fd);
    // open("abc.c", O_RDWR, 0666 );
    

       //把读写位置偏移到开头
    ret_val = lseek(file_fd , 0 , SEEK_SET );       
    printf("偏移后：%ld\n" , ret_val);

    //读取文件的内容
    char msg [128] ; // 设置一个用户缓冲区
    bzero(msg, sizeof(msg) ); // 清空内存区


    ret_val = read( file_fd , msg , sizeof(msg) );
    if(-1 == ret_val )
    {
        perror("读取文件失败");
        return -1 ;
    }
    else{
        printf("成功%ld字节 ， 内容为：%s\n" , ret_val , msg );
    }

    close(file_fd);

    return 0;
}

结果

六.复制文件

6.1 方法1：cp 命令

可以直接使用cp进行复制

cpp 复制代码 
cp open_1.c  a.txt1

6.2 方法2：使用缓冲区拷贝

这里使用缓冲区进行循环拷贝

代码为：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

#define     SRC_PATH    "./open_1.c"
#define     TAG_PATH    "a.txt"
#define     SIZE_MEM    128


int main(int argc, char const *argv[])
{
    //打开两个文件
    int tag_fd = open( TAG_PATH , O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC , 0666 ); // 以只写的权限申请打开文件
    if(-1 == tag_fd )
    {
        perror("拷贝的新文件a.txt出现问题\n");
        return -1 ;
    }

    int src_fd = open( SRC_PATH , O_RDONLY ); // 以只写的权限申请打开文件
    if(-1 == src_fd )
    {
        perror("原文件open_1.c打不开\n");
        return -1 ;
    }

    // 创建一个用户缓冲区
    char * msg = calloc(1, SIZE_MEM);
    if( NULL == msg )
    {
        perror("缓冲区容量异常");
        close(src_fd);
        close(tag_fd);
        return -1 ;
    }

    ssize_t ret_val = -1 ;

    do
    {
        // 读取文件c.txt  存入用户缓冲区中
        ret_val = read( src_fd , msg , SIZE_MEM );
        if( ret_val < 0 )
        {
            perror("读取文件异常");
            break ;
        }
        printf("读取到的字节：%ld\n" , ret_val);

        // 写入到文件中
        ret_val = write(tag_fd , msg , ret_val );
        printf("写入的字节：%ld\n" , ret_val);


    }while ( ret_val >= SIZE_MEM );
    
    // 关闭文件
    close(src_fd);
    close(tag_fd);

    return 0;
}

这里生成的a.txt为拷贝后的文件

6.3 方法3：主函数传参

使用主函数

可以看出我们把read.c复制一份为Even.c

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

#define     SRC_PATH    "./open.c"
#define     TAG_PATH    "a.txt"
#define     SIZE_MEM    128

// ./a.out   1.c  2.c 
int main(int argc, char const *argv[])
{
    if( argc != 3 )
    {
        printf("请输入正确的参数！！！\n");
        return -1 ;
    }

    //打开两个文件
    int tag_fd = open( argv[2] , O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC , 0666 ); // 以只写的权限申请打开文件
    if(-1 == tag_fd )
    {
        perror("作业本找不到");
        return -1 ;
    }

    int src_fd = open( argv[1] , O_RDONLY ); // 以只写的权限申请打开文件
    if(-1 == src_fd )
    {
        perror("借不到作业本");
        return -1 ;
    }

    // 创建一个用户缓冲区
    char * msg = calloc(1, SIZE_MEM);
    if( NULL == msg )
    {
        perror("脑容量异常");
        close(src_fd);
        close(tag_fd);
        return -1 ;
    }

    ssize_t ret_val = -1 ;

    do
    {
        // 读取文件c.txt  存入用户缓冲区中
        ret_val = read( src_fd , msg , SIZE_MEM );
        if( ret_val < 0 )
        {
            perror("读取文件异常");
            break ;
        }
        printf("读取到的字节：%ld\n" , ret_val);

        // 写入到文件中
        ret_val = write(tag_fd , msg , ret_val );
        printf("写入的字节：%ld\n" , ret_val);


    }while ( ret_val >= SIZE_MEM );
    
    // 关闭文件
    close(src_fd);
    close(tag_fd);

    return 0;
}
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