Linux：基础IO（一）

我们之前一直在学习进程，但是在最开始的时候，我们讲过linux下一切皆文件，但是什么才是真正的文件呢，我们使用mkdir，cd，都是在创造，使用文件，但是只停留在表面上，今天我们将学习一下什么才是真正的文件

1.狭义理解

⽂件在磁盘⾥
磁盘是永久性存储介质，因此⽂件在磁盘上的存储是永久性的
磁盘是外设（即是输出设备也是输⼊设备）
磁盘上的⽂件 本质是对⽂件的所有操作，都是对外设的输⼊和输出 简称 IO
所以以后只要是不做说明的文件，我们都默认为狭义文件

2.⼴义理解

Linux 下⼀切皆⽂件（键盘、显⽰器、⽹卡、磁盘...... 这些都是抽象化的过程）（后⾯会讲如何去
理解）

3.⽂件操作的归类认知

对于 0KB 的空⽂件是占⽤磁盘空间的(文件 = 属性 + 内容(空)，但是属性不空)
⽂件是⽂件属性（元数据）和⽂件内容的集合（⽂件 = 属性（元数据）+ 内容）
所有的⽂件操作本质是⽂件内容操作和⽂件属性操作

4.系统⻆度

对⽂件的操作本质是进程对⽂件的操作
磁盘的管理者是操作系统
⽂件的读写本质不是通过 C 语⾔ / C++ 的库函数来操作的（这些库函数只是为⽤⼾提供⽅便），⽽真正对文件操作是通过⽂件相关的系统调⽤接⼝来实现的

5.回顾C⽂件接⼝

我们在c语言之中，最常用的就是fopen与fclose打开关闭文件
下面我们回顾一下这两个接口

写⽂件

hello.c:

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

int main()
{
    FILE* fp = fopen("log.txt", "w");
    if (fp == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        char buffer[1024];
        const char* message = "Hello Linux";
        snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%s : %d\n", message, i);
        fwrite(buffer, strlen(buffer), 1, fp);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

下面是运行结果，创造了log.txt并且里面的内容是我们想看到的内容

读⽂件

读文件顾名思义就是把文件内容读取出来，我们要是读出来并且打印出来，不就是cat命令了吗

所以我们下面实现一个自己的cat命令

mycat:

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc < 2)
    {
        printf("Usage : ./mycat filename\n");
        return 1;
    }
    FILE* fp = fopen(argv[1], "r");
    if (fp == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    while (1)
    {
        char message[1024];
        int n = fread(message, 1, sizeof(message) - 1, fp);
        if (n > 0)
        {
            message[n] = '\0';
            printf("%s", message);
        }
        if (feof(fp))
        {
            break;
        }
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

运行结果符合预期

6.再探写文件

我们修改一下hello.c代码

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

int main()
{
    FILE* fp = fopen("log.txt", "w");
    if (fp == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //for (int i = 0; i < 10; i++)
    //{
    //    char buffer[1024];
    //    const char* message = "Hello Linux";
    //    snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%s : %d\n", message, i);
    //    fwrite(buffer, strlen(buffer), 1, fp);
    //}
    fclose(fp);
    return 0;
}

发现直接将log.txt清除了！！

所以我们知道了，fopen(w)的时候，是先将文件清空，然后再写入内容，所以我们得使用"a"追加内容

我们再来看看echo message > filename这个命令

发现和fopen(w)的现象一样，都是先清除再写入，所以我们可以写出一个echo > ，即用fopen(w)打开，然后写入内容

那么echo message >> filename呢

发现是追加，即和fopen(a)的现象一样，都是追加写入，所以我们可以写出一个echo > >，即用fopen(a)打开，然后写入内容

7.stdin & stdout & stderr

C默认会打开三个输⼊输出流，分别是stdin, stdout, stderr
仔细观察发现，这三个流的类型都是FILE*, fopen返回值类型，⽂件指针

#include <stdio.h>
extern FILE *stdin;
extern FILE *stdout;
extern FILE *stderr;

这也间接说明我们操作的都是文件，即一切皆文件

好啦，这就是文件IO的简单概括与c语言常见接口的简单回顾，接下来的博客才是文件IO的重头戏哦~~下偏见~~