Linux---基础IO！

我们学习基础IO其主要目的是强化对文件的理解，这需要文明进入到系统层面去认识！

1.C/C++文件操做 && 结论

首先，我可以直接向大家输出几个结论：

a. 文件 = 内容 + 属性；所以对文件的操做，实际上是对文件的内容和属性进行操做

b. 访问文件之前，需要通过路劲找到文件再打开文件（路径+文件名）

而文件均由进程打开，只有当代码运行之后成为进程时才被打开

访问文件时，必须要有路径，不过有时路径由进程的cwd提供

c. 打开文件，实际上是把文件加载到内存中；对文件进行操做，本质上是进程通过CPU访问内存中的文件

d. Linux中存在大量的文件，而文件实际上分为：打开文件 和未被打开文件

而从位置上说：也就是1. 在内存中的文件(这篇博客的重点)；2. 在磁盘中的文件

e. Linux系统中，可以同时存在很多被打开的文件；OS对文件的管理和当时学习进程管理时的思路基本一致："先描述，再组织" 通过就结构体链表的增删查改完成对文件的管理

接下来，由我带领大家对C/C++的文件操做进行学习：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>  
 #include <unistd.h>  
   
 int main()  
 {  
     const char *filename = "log.txt"; //filename就是文件"log.txt"
     FILE *fp = fopen(filename,"w"); //打开文件为fp
     if(fp == NULL)  
     {  
         perror("fopen"); //为空就打印错误信息
         return 1;
     }
 
     int cnt = 1;
     while(cnt++ <= 10)
     {
     const char *s = "hello world\n";
     fputs(s,fp); //向文件中写入10次hello world
     }
 
     fclose(fp); //打开文件后一定要记住关闭文件！！！                                                                                                                       
                                                                                              
     return 0;
 }

简单写一个向文件中写入的代码带领大家进入文件的大门，至于执行结果，希望大家可以自行尝试~~~

接下来，我们就正式进入到文件的世界中了！

fopen ( )：

'w' 方式：

对于 **'w'**写操做，我们有更多的细节告诉大家。

这似乎和echo命令很像！

因为，echo重定向时，其本质也需要将文件打开，而打开的方式也是'w'打开，自然会将原来存在的内容清空！

'w' 不存在就创建，存在就清空！

'a' 方式：

'a' 方式写入时会向文件的结尾处写入

其实，也就想到要 echo "xxx" >> log.txt (不删除原内容，在原内容的基础上进行写入)

接下来的内容，我想先向大家输出一部分前置知识：

2.读写位置：

要知道，任何文件的读写都有其对应的读写位置

那么，什么才是读写位置呢？

所以，文件对于我们来说，实际上也就是一个一维数组！！读写位置也就是数组下标！！

3.open( )：

想要理解上图有些困难，什么是打开模式？为什么打开模式是一个一个的宏？

接下来，我使用一段简单的代码，带大家来理解，为什么在一个open函数中却可以实现，多个宏函数的操做！

由上图可知，我们传递给Print函数不同的数字，就可以实现不同的函数，open( )的实现原理就与其类似，我只需传入不同的打开模式，就可以实现不同的函数功能！而再加上 ' | ' ' & ' 的操做，我们就可以在一条语句中同时实现两个函数功能！也就是同时实现读写操做！

返回值：

在上面的学习中，我们知道open的返回值是整数，整数这个返回值对于open这样的函数很奇怪，所以，接下来，我们将去探索，这个整数到底是什么！

我们通过open( )函数的使用来逐渐了解其返回值的概念：

1.打开不存在的文件

2.权限问题

3.umask问题

最终，我们回到最初的返回值问题！

4.返回值问题：

为什么返回值为 3 呢？这个问题我们放在后面再谈，我们现在先了解这个返回值（文件描述符）究竟有什么作用！

4.write( )：

学到这里，我希望大家此时拥有一个鉴定的思维：对文件进行操做和C语言不一样！

我们也成功向log.txt中写入了内容

在C语言中，这种类似的操做是会将文件内容清空的，但在文件操做时，它却在原内容开始的位置进行覆盖式的写入

所以，当我们再给open添加选项：O_APPEND就会在文件原内容的基础上往后添加新的内容了

小结：

我们在学习C语言阶段时，就学习了fopen(),fclose()，等库函数，用于打开文件和关闭文件，而这次，我们学习的是系统调用，open( ),write( )等，而C语言中的库函数和系统调用有什么区别呢？

C语言库函数和系统调用实际上是上下级的关系：

我们所使用的库函数，实际上是在库函数中封装了系统调用，我们使用库函数的本质实际上也就是在使用系统调用！库函数将复杂的选项帮我们封装了，所以我们在使用库函数时也就是不用考虑权限

原因是012文件描述符已经被默认使用了！

0：标准输入

1：标准输出

2：标准错误

C语言中也有类似的：

既然0 1 2是被默认打开的，那么我在使用write时，是不是可以直接向文件标识符为 1 中直接写入？它也就可以直接在我们的显示器上输出

所以，我们不妨大胆推测，再C语言中的FILE结构体，实现输入输出操做时，在结构体中也封装0、1、2这样的文件描述符！

所以，我们也不难看出，结果确实和我们所推测的一致！

也就是说，实际上C语言中很多的库函数，都是封装了系统调用，这一上下级的关系也就更加明确了！

5.文件描述符的本质

我通过一张图让大家可以详细地了解到什么是文件描述符：

文件标识的问题解决完了，接下来我们需要解决的就是：为什么0、1、2是默认打开的？

那么，既然我们可以直接使用系统调用完成对文件的操做，为什么C语言还要对其进行封装？

答案是：对于一个语言来说，需要具备良好的跨平台性，我们再Linux下直接使用系统调用就只能在Linux系统下完成对文件的操做，如果进入MacOS或者Windows系统下，就会因为系统调用不兼容而无法对文件进行操做，也就无法做到很好的跨平台性，所以，C语言就会在不同的系统下封装不同的系统调用，但用的都是同一个库函数，这样就可以使用同一个库函数而实现不同平台的系统调用，也就实现了良好的跨平台性！