Linux之文件操作

目录

第1关:文件的创建

任务描述

相关知识

文件的创建

编程要求

答案:

第2关:文件打开与关闭

任务描述

相关知识

文件的打开

文件的关闭

编程要求

答案:

第3关:文件读写操作

任务描述

相关知识

文件的写操作

文件的读操作

编程要求

答案:

第4关:文件的删除

任务描述

相关知识

使用unlink函数删除文件

使用unlink函数删除文件

编程要求

答案:


第1关:文件的创建

任务描述

在Linux系统中,如果要对一个文件进行操作,首先要求文件已经存在,如果文件不存在,则需要创建文件。

本关任务:学会使用C语言在Linux系统中创建文件操作。

相关知识

文件的创建操作是 I/O 操作的第一步。在Linux系统中creat系统调用可以实现对文件的创建。本关只介绍文件创建函数的使用方法。

在Linux系统中可以使用man命令来查询这些函数的使用方法。具体的查询命令为: man 2 函数名 其中,2表示查找系统调用函数,关于文件的创建、打开和关闭函数都是系统调用函数,因此使用2作为man命令的第一个参数。

案例演示1: 查询creat函数的使用方法可以使用以下命令: man 2 creat

[查询结果]

通过man命令可以查询常用的系统调用函数的使用方法。

文件的创建

创建文件的系统调用函数是creat,具体的说明如下:

需要的头文件如下:

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

函数格式如下: int creat (const char *pathname,mode_t mode); 参数说明:

cpp 复制代码
pathname:需要创建文件的绝对路径名或相对路径名;
mode:用于指定所创建文件的权限;

常见的mode取值及其含义见下表所示:

mode 含义
S_IRUSR 文件所有者的读权限位
S_IWUSR 文件所有者的写权限位
S_IXUSR 文件所有者的执行权限位
S_IRGRP 所有者同组用户的读权限位
S_IWGRP 所有者同组用户的写权限位
S_IXGRP 所有者同组用户的执行权限位
S_IROTH 其他用户的读权限位
S_IWOTH 其他用户的写权限位
S_IXOTH 其他用户的执行权限位

函数返回值说明: 调用成功时,返回值为 文件的描述符(大于0的整数);调用失败时,返回值为-1并设置错误编号errno

案例演示1: 在当前目录下使用creat函数创建一个名为firstFile的文件,并设置文件的权限为644。详细代码如下所示:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
    int ret = creat("firstFile", S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
    if (ret == -1)
    {
        printf("创建文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("创建文件成功\n");
    }
    
    return 0;
}

将以上代码保存为main.c文件中,编译执行。可以看到当前目录下存在firstFile文件,并且其权限为644

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段中BeginEnd中间的代码,具体要求如下:

在当前目录下创建一个名为testFile的文件,并设置其权限为651

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

int main()
{
    /********** BEGIN **********/

    creat("testFile", S_IRUSR|S_IWUSR |S_IRGRP|S_IXGRP|S_IXOTH);

    /********** END **********/

    return 0;
}

第2关:文件打开与关闭

任务描述

在Linux系统中,如果要对一个文件进行操作,操作前需要将这个文件打开。这样才能实现对该文件的操作。

本关任务:学会使用C语言在Linux系统中打开与关闭文件操作。

相关知识

文件的打开与关闭操作是 I/O 操作的第二步。在Linux系统中提供了以下两个系统调用函数用于打开和关闭文件操作,分别是openclose。本关将介绍文件的打开和关闭函数的使用方法。

使用man 2 函数名也可以查询这些函数的使用方法。

文件的打开

打开文件的系统调用函数是open,具体的说明如下:

需要的头文件如下:

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

函数格式如下:

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

参数说明:

cpp 复制代码
pathname:需要被打开或创建的文件绝对路径名或相对路径名;
flags:用于描述文件的打开方式;
mode:用于指定所创建文件的权限(与上一关中creat函数中mode取值一致);

第一个open函数用于打开已经存在的文件。而第二个open函数可以创建一个不存在的文件且打开,该函数将flags参数设置为O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC时等同于上一关中的creat函数。

常见的flags取值及其含义见下表所示:

flags 含义
O_RDONLY 以只读方式打开文件
O_WRONLY 以只写方式打开文件
O_RDWY 以只读写方式打开文件
O_CREAT 若所打开文件不存在则创建此文件
O_TRUNC 若以只写或读写方式打开一个已存在文件时,将该文件截至 0
O_APPEND 向文件添加内容时将指针置于文件的末尾
O_SYNC 只在数据被写外存或其他设备之后操作才返回

函数返回值说明: 调用成功时,返回值为 文件的描述符(大于0的整数);调用失败时,返回值为-1并设置错误编号errno

案例演示1: 在当前目录下使用open函数以只读方式打开一个已存在且名为firstFile的文件。详细代码如下所示:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
    int ret = open("firstFile", O_RDONLY);
    if (ret == -1)
    {
        printf("打开文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("打开文件成功\n");
    }
    
    return 0;
}

将以上代码保存为openFile.c文件中,编译执行。

案例演示2: 在当前目录下使用open函数创建一个名为secondFile的文件,并设置文件的权限为644。详细代码如下所示:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
    int ret = open("secondFile", O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
    if (ret == -1)
    {
        printf("创建文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("创建文件成功\n");
    }
    
    return 0;
}

将以上代码保存为secondFile.c文件中,编译执行。可以看到当前目录下存在secondFile文件,并且其权限为644

文件的关闭

关闭文件的系统调用函数是close,具体的说明如下:

需要的头文件如下:

cpp 复制代码
#include <unistd.h>

函数格式如下: int close(int fd);

参数说明:

cpp 复制代码
fd:需关闭文件的描述符;

函数返回值说明: 调用成功时,返回值为 0;调用失败时,返回值为-1,并设置错误编号errno

案例演示1: 在当前目录下使用close函数关闭一个已经被打开的文件。详细代码如下所示:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
    int fd = open("firstFile", O_RDONLY);
    if (fd == -1)
    {
        printf("打开文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("打开文件成功\n");
    }
    
    int ret = close(fd);
    if(ret == -1)
    {
        printf("关闭文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("关闭文件成功\n");
    }
    
    return 0;
}

将以上代码保存为closeFile.c文件中,编译执行。

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段中BeginEnd中间的代码,具体要求如下:

补全open_File函数,使其以 方式打开一个文件,并返回文件描述符fd

补全close_File函数,使其关闭一个已经被打开的文件。

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

/************************
 * fileName: 需要被打开的文件路径
*************************/
int open_File(char *fileName)
{
	int fd = 0;   //存放文件描述符
	/********** BEGIN **********/
	fd=open(fileName,O_RDONLY);
	/********** END **********/

	return fd;
}

/************************
 * fd: 需要被关闭的文件描述符
*************************/
void close_File(int fd)
{
	/********** BEGIN **********/
	close(fd);
	
	/********** END **********/
}

第3关:文件读写操作

任务描述

通过上一关的学习,我们学会了如何使用C语言来打开和关闭文件,本关将继续介绍对文件的读写操作。

本关任务:学会使用C语言在Linux系统中对文件进行读写操作。

相关知识

文件的读写是 I/O 操作的核心内容。上一关中已经介绍了如何打开和关闭一个文件,但是要实现文件的 I/O 操作就必须对其进行读写,文件的读写操作所用的系统调用分别是readwrite。本关将介绍文件的读写函数的使用方法。

使用man 2 函数名也可以查询这些函数的使用方法。

文件的写操作

写入文件的系统调用函数是write,具体的说明如下:

需要的头文件如下:

cpp 复制代码
#include <unistd.h>

函数格式如下: ssize_t write(int fd, void *buf, size_t count);

参数说明:

cpp 复制代码
fd:表示将对之进行写操作的文件打开时返回的文件描述符;
buf:指向存放将写入文件的数据的缓冲区的指针;
count:表示本次操作所要写入文件的数据的字节数;

函数返回值说明: 调用成功时,返回值为所写入的字节数;调用失败时,返回值为-1并设置错误编号errno

案例演示1: 在当前目录下往firstFile文件中写入一个字符串。详细代码如下所示:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main()
{
    int fd = open("firstFile", O_WRONLY);
    if (fd == -1)
    {
        printf("打开文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("打开文件成功\n");
    }
    
    char *data = "this is firstFile\n";
    ssize_t size = write(fd, data, strlen(data));
    if(size == -1)
    {
        printf("写入文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("写入文件成功:写入%ld个字符\n", size);
    }
    
    if(close(fd) == -1)
    {
        printf("关闭文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("关闭文件成功\n");
    }
    
    return 0;
}

将以上代码保存为writeFile.c文件中,编译执行。可以看到字符串被写入到firstFile文件中。

文件的读操作

读取文件的系统调用函数是read,具体的说明如下:

需要的头文件如下:

cpp 复制代码
#include <unistd.h>

函数格式如下: ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

参数说明:

cpp 复制代码
fd:表示将对之进行写操作的文件打开时返回的文件描述符;
buf:指向存放所读数据的缓冲区的指针;
count:读操作希望读取的字节数;

函数返回值说明: 调用成功时,返回值为本次读操作实际读取的字节数;调用失败时,返回值为-1并设置错误编号errno

案例演示1: 读取当前目录下firstFile文件中的前4个字符。详细代码如下所示:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main()
{
    int fd = open("firstFile", O_RDONLY);
    if (fd == -1)
    {
        printf("打开文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("打开文件成功\n");
    }
    
    char data[5] = "";
    ssize_t size = read(fd, data, sizeof(char)*4);
    if(size == -1)
    {
        printf("读取文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("读取文件成功:数据:%s\n", data);
    }
    
    if(close(fd) == -1)
    {
        printf("关闭文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("关闭文件成功\n");
    }
    
    return 0;
}

将以上代码保存为readFile.c文件中,编译执行。可以看到从firstFile文件中读取出了前4个字符。

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段中BeginEnd中间的代码,具体要求如下:

补全write_File函数,完成向文件写入字符串功能。并返回实际写入字符个数。

补全readLine函数,完成从文件中读取一行的功能(不包括换行符),并返回实际读取的字符个数(文件的换行符号为\n)。

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

/************************
 * fd: 被打开文件的描述符
 * buf: 被写入字符串指针
*************************/
int write_File(int fd, char *buf)
{
	int writeSize = 0; //返回实际写入的字符个数

	/********** BEGIN **********/
	writeSize=write(fd,buf,strlen(buf));
	
	/********** END **********/

	return writeSize;
}

/************************
 * fd: 被打开文件的描述符
 * buf: 存放读取的字符串指针(假设buf足够大)
*************************/
int readLine(int fd, char *buf)
{
	int readSize = 0;  //返回实际读取的字符个数
	
	//提示:使用while循环每次只读取一个字符,判断该字符是否为换行符或者是否已经读取到文件末尾(读取到文件末尾返回值为0)
	/********** BEGIN **********/
    char c;
    while(read(fd,&c,1)&&c!='\n')
    {
        buf[readSize++]=c;
    }
	
	/********** END **********/
	
	return readSize;
}

第4关:文件的删除

任务描述

通过前三关的学习,我们学会了如何使用C语言来创建、打开/关闭和读写文件,本关将介绍如何删除一个已经存在的文件。

本关任务:学会使用C语言在Linux系统中删除文件操作。

相关知识

当不需要一个文件时,我们通常直接选中文件按下delete键对其删除,本关将介绍如何在Linux系统中使用C语言删除一个已经存在的文件。

在Linux系统中使用unlinkremove系统调用可以实现对文件的删除操作。

使用man 2 函数名或者man 3 函数名也可以查询这些函数的使用方法。

使用unlink函数删除文件

删除文件的系统调用函数是unlink,具体的说明如下:

需要的头文件如下:

cpp 复制代码
#include <unistd.h>

函数格式如下:

cpp 复制代码
int unlink(const char *pathname);

参数说明:

cpp 复制代码
​​​​​​​pathname:需要删除的文件绝对路径名或相对路径名;

函数返回值说明: 调用成功时,返回值为0;调用失败时,返回值为-1并设置错误编号errno

案例演示1:

删除当前目录下的firstFile文件。详细代码如下所示:

cpp 复制代码
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
    int ret = unlink("firstFile");
    if (ret == -1)
    {
        printf("删除文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("删除文件成功\n");
    }
    
    return 0;
}

将以上代码保存为deleteFile1.c文件中,编译执行。可以看到当前目录下存在firstFile文件被删除了。

使用unlink函数删除文件

remove是删除文件的另一个函数,该函数是C语言的库函数,其本质是通过调用系统调用unlink来完成文件的删除操作,具体的说明如下:

需要的头文件如下:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>

函数格式如下:

cpp 复制代码
int remove(const char *pathname);

参数说明:

cpp 复制代码
pathname:需要删除的文件绝对路径名或相对路径名;

函数返回值说明: 调用成功时,返回值为0;调用失败时,返回值为-1并设置错误编号errno

案例演示1: 删除当前目录下的secondFile文件。详细代码如下所示:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
    int ret = remove("secondFile");
    if (ret == -1)
    {
        printf("删除文件失败\n");
    }
    else
    {
        printf("删除文件成功\n");
    }
    
    return 0;
}

将以上代码保存为deleteFile2.c文件中,编译执行。可以看到当前目录下存在secondFile文件被删除了。

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段中BeginEnd中间的代码,具体要求如下:

删除当前目录下的testFile文件。

答案:
cpp 复制代码
#include <stdio.h>

int main()
{
	/********** BEGIN **********/
    unlink("testFile");
	/********** END **********/

	return 0;
}
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