从零开始的敲代码生活--Linux应用软件(文件操作基础1)

一、文件基础概念

1. 文件

程序变量、数组、数据结构存放在内存；文件存储在外存（硬盘）。

对比项	内存	外存(硬盘/文件)
读写速度	快	比内存慢
数据保持	程序执行结束、掉电数据丢失	掉电数据不丢失
空间/价格	空间小，价格昂贵	空间大，相对内存价格便宜

文件用于长期保存掉电不丢失的数据。Linux一切皆文件，硬件也通过文件接口给应用层操作。

2. Linux下文件类型

ls -l 文件名可以查看文件信息。示例：

复制代码

-rwxrwxr-x 1 linux linux 19856 Aug 14 19:20 a.out

Linux一共7种文件类型：

标志	类型	说明	示例
b	block 块设备文件	存储类文件	硬盘
c	character 字符设备文件	字符设备	鼠标、键盘、显示器
d	directory 目录文件	文件夹	普通文件夹
-	regular 普通文件	普通文件	main.c、txt、jpg、可执行程序
l	link 软连接文件	快捷方式（符号链接）	---
s	socket 套接字文件	网络编程	---
p	pipe 管道文件	进程间通信	---

普通文件分为：

二进制文件：存储二进制01序列，如a.out、png、mp3
ASCII文本文件：存储字符，如.c、.h、.txt，可用cat、od -c查看

3. Linux下文件操作方法

标准IO：C库函数，#include <stdio.h>，例如printf、scanf
文件IO：系统调用，由Linux内核提供接口

文件操作通用流程：

打开文件
读写文件
关闭文件

man手册使用：

Linux命令：man 1 ls
系统调用：man 2 open
库函数：man 3 fopen

二、标准IO

文件流：读写过程中的字节流，标准IO操作面向FILE*文件流指针。

系统默认预先打开三个流：

文件流	对应设备	说明
stdin	键盘	标准输入流
stdout	终端显示屏	标准输出流
stderr	终端显示屏	标准错误流

1. fopen 打开文件

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

参数：

pathname：文件路径名称
mode打开模式

mode	含义
"r"	只读，文件必须存在
"r+"	读写，文件必须存在
"w"	只写；不存在创建，存在清空原有内容
"w+"	读写；不存在创建，存在清空原有内容
"a"	追加只写；不存在创建，写在文件末尾
"a+"	读写；读从开头，写向末尾追加

返回：成功返回FILE*，失败返回NULL。

2. fclose 关闭文件

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int fclose(FILE *stream);

成功返回0，失败返回EOF(-1)。

注意：文件用完必须关闭，否则产生文件描述符泄露。

3. fputc 写入单个字符

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int fputc(int c, FILE *stream);

putchar('a')等价于fputc('a',stdout)。返回成功字符，失败返回EOF。

4. fgetc 读取单个字符

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int fgetc(FILE *stream);

读到文件末尾/出错返回EOF。

fgetc+fputc实现文件拷贝（命令行传参argc/argv）

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#include <stdio.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
    if (argc < 3)
    {
        printf("Usage: ./a.out srcfile dstfile\n");
        return -1;
    }
    FILE *fpsrc = fopen(argv[1], "r");
    FILE *fpdst = fopen(argv[2], "w");
    if (NULL == fpsrc || NULL == fpdst)
    {
        printf("fopen error\n");
        return -1;
    }
    int ret = 0;
    while (1)
    {
        ret = fgetc(fpsrc);
        if (EOF == ret)
        {
            break;
        }
        fputc(ret, fpdst);
    }
    fclose(fpsrc);
    fclose(fpdst);
    return 0;
}

5. fputs 写字符串

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int fputs(const char *s, FILE *stream);

将字符串写入文件，不会写入'\0'；成功返回>=0，失败返回EOF。

6. fgets 读取一行

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char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

最多读取size‑1字节，末尾自动补'\0'；读到换行会保存换行符。

gets不安全不推荐使用；scanf遇到空格、tab、换行停止读取。
fgets+fputs实现文件拷贝函数

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int file_cp(const char *srcfile, const char *dstfile)
{
    FILE *fpsrc = fopen(srcfile, "r");
    FILE *fpdst = fopen(dstfile, "w");
    if (NULL == fpsrc || NULL == fpdst)
    {
        printf("fopen error\n");
        return -1;
    }
    char buff[1024] = {0};
    while (NULL != fgets(buff, sizeof(buff), fpsrc))
    {
        fputs(buff, fpdst);
    }
    fclose(fpsrc);
    fclose(fpdst);
    return 0;
}

fgets/fputs适合文本文件，不适合二进制文件。

7. fwrite 块写

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size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

向文件写入nmemb个、每个大小size字节的数据单元；返回成功写入的单元个数。

8. fread 块读

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size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

从文件读取nmemb个单元到ptr内存；返回实际读到的单元数量。

9. 文件流定位

fseek：重定位读写位置

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int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

SEEK_SET：从文件起始位置偏移
SEEK_CUR：从当前位置偏移
SEEK_END：从文件末尾偏移

ftell：获取当前距离文件开头字节偏移

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long ftell(FILE *stream);

rewind：将文件流直接回到文件开头

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void rewind(FILE *stream);

获取文件大小示例

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fseek(fp, 0, SEEK_END);
len = ftell(fp);
rewind(fp);

三、时间相关函数

头文件：#include <time.h>

1. time 获取时间戳（秒数）

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time_t time(time_t *tloc);

获取从1970‑01‑01 00:00:00到当前的秒数。

2. ctime 将时间戳转为字符串时间

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char *ctime(const time_t *timep);

3. localtime 将时间戳转为tm日历结构体

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struct tm *localtime(const time_t *timep);

struct tm结构体成员：

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struct tm {
    int tm_sec;     /* 秒 0‑60 */
    int tm_min;     /* 分 0‑59 */
    int tm_hour;    /* 时 0‑23 */
    int tm_mday;    /* 日期 1‑31 */
    int tm_mon;     /* 月份 0‑11 */
    int tm_year;    /* 年份，实际=tm_year+1900 */
    int tm_wday;    /* 星期 0‑6，周日=0 */
    int tm_yday;    /* 一年中的第几天 */
    int tm_isdst;   /* 夏令时 */
};