【C语言】Linux系统文件操作函数基本使用

Linux系统文件操作函数

包含：open close read write lseek fcntl

是Linux底层提供的API，直接和系统内核交互：

无缓冲区
直接操作文件描述符
一切皆文件：普通文件、目录、设备、管道、socket都用这一套函数

$! 说明$
文件描述符

文件描述符是一个非负的整数，表示Linux内核打开的文件；

启动一个进程，默认打开三个文件描述符[0-2]

每次打开一个文件，系统分配一个最小的文件描述符；

内核里有一张表：进程 -> 文件描述符表 -> 指向文件结构体

需要包含的头文件：

c 复制代码

#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> // open 
#include <unistd.h> // read, write, close, lseek 
#include <errno.h> // 错误码

6.1 open - 打开/创建文件

函数原型：

c 复制代码

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

作用

打开或创建一个文件，返回 文件描述符 fd （小整数）。
flags（必须掌握）

O_RDONLY 只读
O_WRONLY 只写
O_RDWR 读写
O_CREAT 文件不存在则创建
O_TRUNC 清空文件
O_APPEND 追加模式
O_NONBLOCK 非阻塞
O_BINARY 二进制（Linux 可省略）
O_EXCL 和 O_CREAT 一起用：文件存在则报错 （防止覆盖）
mode（创建文件时用，权限）
格式：0xxx 8 进制数字
0644 所有者读写，其他只读
0755 可执行文件
返回值
成功：文件描述符 fd（>=0）
失败：-1
示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> // open 
#include <unistd.h> // read, write, close, lseek 
#include <errno.h> // 错误码

int main()
{
	// 以只写方式发开文件，不存在则创建，权限644
	int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
	
	// 判断是否成功，open失败返回-1
	if(fd == -1){
		perror("open:");
		return -1;
	}	
	
	// 关闭文件
	close(fd);
	return 0;
}

6.2 close - 关闭文件

关闭文件描述符，释放资源。

c 复制代码

int close(int fd);

返回值

成功：0
失败：-1

6.3 write - 写文件

把 buf 中的数据写入文件。

c 复制代码

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

返回值

成功：实际写入字节数
失败：-1
示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> // open 
#include <unistd.h> // read, write, close, lseek 
#include <errno.h> // 错误码
#include <string.h>

int main()
{

	int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
	if(fd == -1){
		perror("open:");
		return -1;
	}	


	// 写文件
	char buff[] = "你好，C！";
	
	// 返回写入的实际字节数
	int ret = write(fd, buff, strlen(buff));

	printf("write size = %d\n", ret);

	close(fd);

	return 0;
}

6.4 read - 读文件

从 fd 读取数据到缓冲区。

c 复制代码

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

参数

fd：文件描述符

buf：存储读到的数据

count：期望读多少字节
返回值

0：实际读到的字节数
=0：读到文件末尾（EOF）
-1：出错
示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> // open 
#include <unistd.h> // read, write, close, lseek 
#include <errno.h> // 错误码
#include <string.h>

int main()
{
	// 以只读方式打开文件
	int fd = open("test.txt", O_RDONLY);
	if(fd == -1){
		perror("open:");
		return -1;
	}	


	// 读文件
	char buff[1024] = {'\0'};
	int ret = read(fd, buff, 1024); 

	printf("read size = %d, read info: %s\n", ret, buff);

	close(fd);
	return 0;
}

6.5 lseek - 移动文件的读写指针

定位文件读写位置（类似光标跳转）。

c 复制代码

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

whence

SEEK_SET 文件开始位置
SEEK_CUR 当前位置
SEEK_END 文件末尾

off_t offset 偏移量（正数向后，负数向前）

用途

获取文件大小：lseek(fd, 0, SEEK_END)
跳转到指定位置读写
返回值
成功：返回新的光标位置（距离文件开头多少字节）
失败：返回 -1
用法：
把光标移到文件开头

c 复制代码

lseek(fd, 0, SEEK_SET);

把光标移到 文件末尾

c 复制代码

lseek(fd, 0, SEEK_END);

获取 文件大小（最经典用法）

c 复制代码

off_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END); 
printf("文件大小：%ld 字节\n", size);

扩展文件大小（创建空洞文件）

c 复制代码

// 把文件扩展到 1024 字节 
lseek(fd, 1024, SEEK_SET); 
write(fd, "a", 1); // 必须写一个字节才真正扩展

$! 注意$

read /write 会自动让光标向后移动，读多少字节，光标自动后移多少；

lseek 不会修改文件内容，只改光标位置；

光标可以移到文件末尾之外 → 形成空洞文件

管道、socket、终端设备不能用 lseek（会报错）

示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> // open 
#include <unistd.h> // read, write, close, lseek 
#include <errno.h> // 错误码
#include <string.h>

int main()
{

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


	// 写文件
	char buff[1024] = "Hello Rocky Linux!";
	int ret = write(fd, buff, 1024);	

	// 写文件会移动文件指针，将文件指针移动带开始位置再读取
	lseek(fd, 0, SEEK_SET);
	memset(buff, 0, 1024);	

	// 读文件
	ret = read(fd, buff, 1024); 

	printf("read size = %d, read info: %s\n", ret, buff);

	close(fd);
	return 0;
}