复习——Linux 系统编程

Linux 系统编程笔记整理

一、文件类型（7种）

使用 ll 或 ls -l 查看文件类型：

复制代码

drwxrwxr-x   # d 目录文件
lrwxrwxrwx   # l 符号链接（软链接）
-rw-rw-r--   # - 普通文件
crw-------   # c 字符设备文件
brw-rw----   # b 块设备文件
srwxrwxrwx   # s 套接字文件
prw-------   # p 管道文件

详细说明：

d 目录文件 - 用 cd 进入
l 符号链接 - 类似 Windows 快捷方式
- 普通文件 - 文本、图片、可执行文件等
c 字符设备 - 按字符访问的设备（键盘、鼠标等）
b 块设备 - 按块访问的存储设备（硬盘、U盘等）
s 套接字 - 网络通信相关
p 管道文件 - 进程间通信

二、命令行参数

复制代码

// 执行: ./a.out arg1 arg2 arg3
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("参数个数: %d\n", argc);  // 包含程序名本身
    
    for(int i = 0; i < argc; i++) {
        printf("argv[%d] = %s\n", i, argv[i]);
    }
    return 0;
}

三、man 手册

复制代码

man man           # 查看所有man帮助
man 1 ls          # 查看ls命令
man 2 open        # 查看open系统调用
man 3 fopen       # 查看fopen库函数

四、标准IO（带缓冲区）

1. 文件打开模式

模式	说明	注意事项
r	只读，文件必须存在
r+	读写，文件必须存在
w	只写，创建/清空文件
w+	读写，创建/清空文件
a	追加写，创建文件	写位置在文件末尾
a+	追加读写，创建文件	写末尾，读开头

2. 标准IO函数

复制代码

FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);

// 字符操作
int fputc(int c, FILE *stream);      // 写一个字符
int fgetc(FILE *stream);             // 读一个字符

// 字符串操作
int fputs(const char *s, FILE *stream);              // 写字符串
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);        // 读字符串

// 块操作
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

int fclose(FILE *stream);  // 关闭文件

3. 标准流指针

复制代码

stdin   // 标准输入（键盘）
stdout  // 标准输出（屏幕）
stderr  // 标准错误（屏幕）

4. 文件定位

复制代码

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
// whence: SEEK_SET(开头), SEEK_CUR(当前位置), SEEK_END(末尾)

long ftell(FILE *stream);      // 获取当前位置
void rewind(FILE *stream);     // 回到文件开头

五、缓冲类型

类型	大小	适用场景	刷新条件
行缓冲	1KB	终端(stdout)	1.遇到`\n` 2.缓冲区满 3.程序结束 4.fflush()
全缓冲	4KB	文件操作	1.缓冲区满 2.程序结束 3.fflush()
无缓冲	0	stderr	立即输出

六、文件IO（系统调用，无缓冲区）

1. 文件描述符

复制代码

int fd;  // 文件描述符（0,1,2已被占用）
// 0: stdin, 1: stdout, 2: stderr

2. 基本操作

复制代码

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

// 打开文件
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
// flags: O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR, O_CREAT, O_TRUNC, O_APPEND

// 读写文件
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

// 关闭文件
int close(int fd);

3. 示例

复制代码

int fd = open("test.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0644);
if (fd < 0) {
    perror("open failed");
    return -1;
}

char buf[100];
ssize_t n = read(fd, buf, sizeof(buf));
write(fd, "hello", 5);

close(fd);

七、目录操作

复制代码

#include <dirent.h>

DIR *opendir(const char *name);                    // 打开目录
struct dirent *readdir(DIR *dirp);                 // 读取目录项
int closedir(DIR *dirp);                           // 关闭目录

// dirent结构体
struct dirent {
    ino_t d_ino;            // inode号
    off_t d_off;            // 偏移量
    unsigned short d_reclen; // 记录长度
    unsigned char d_type;   // 文件类型
    char d_name[256];       // 文件名
};

目录遍历示例

复制代码

DIR *dir = opendir(".");
if (dir == NULL) {
    perror("opendir");
    return -1;
}

struct dirent *entry;
while ((entry = readdir(dir)) != NULL) {
    printf("%s\n", entry->d_name);
}

closedir(dir);

八、标准IO vs 文件IO

特性	标准IO	文件IO
接口	库函数	系统调用
缓冲	有	无
操作对象	FILE*流指针	int文件描述符
适用场景	普通文件	设备文件
性能	较高（批量操作）	较低（实时）
移植性	好（跨平台）	差（Linux特定）

九、Makefile

基础版本

makefile

复制代码

a.out: main.c func.c
    gcc main.c func.c -o a.out

clean:
    rm a.out

使用变量

makefile

复制代码

SRC = main.c
SRC += func.c
APP = a.out
FLAG = -g

$(APP): $(SRC)
    gcc $^ -o $@ $(FLAG)

clean:
    rm $(APP)

自动变量

$@ - 目标文件名
$^ - 所有依赖文件
$< - 第一个依赖文件

常用命令

复制代码

make           # 编译
make clean     # 清理
make -f mymake # 指定makefile文件

十、常用头文件

复制代码

#include <stdio.h>      // 标准IO
#include <fcntl.h>      // 文件控制
#include <unistd.h>     // 系统调用
#include <dirent.h>     // 目录操作
#include <sys/types.h>  // 系统类型
#include <sys/stat.h>   // 文件状态
#include <stdlib.h>     // 标准库
#include <string.h>     // 字符串操作

十一、文件操作步骤总结

标准IO步骤：

打开文件 - fopen()
读写操作 - fread()/fwrite(), fgets()/fputs(), fgetc()/fputc()
定位操作 - fseek(), ftell(), rewind()
关闭文件 - fclose()

文件IO步骤：

打开文件 - open()
读写操作 - read()/write()
定位操作 - lseek()
关闭文件 - close()

目录操作步骤：

打开目录 - opendir()
读取目录项 - readdir()
关闭目录 - closedir()