[Linux打怪升级之路]-文件操作

时间:2022-12-08 18:00:51

前言

[Linux打怪升级之路]-文件操作作者:小蜗牛向前冲

[Linux打怪升级之路]-文件操作名言:我可以接受失败,但我不能接受放弃

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目录

一、认识操纵系统下的文件

1、什么是文件

2、文件的类型

3、文件的共识

二、系统级的文件操作接口 

1、文件打开open/文件关闭close

2、其他的文件接口

3、代码演示文件操作 


本期学习目标:谈谈对文件的认识,认识操纵系统的文件接口。

一、认识操纵系统下的文件

1、什么是文件

在平常我们对于文件的认识都是在window操纵系统下认为,我们建立应该目录是文件,文本文档是文件,图片是文件。

[Linux打怪升级之路]-文件操作

在Linux中有这么一句话:Linux下一切皆文件

为什么这么说的呢?

以为Linux中所以的内容都是以文件的形式保存的,我们认为普通文件是文件,一个目录我们也称为文件,甚至认为硬件设备(键盘,硬盘,打印机等)是文件。

Linux有一个根目录,其他的所以的文件都放在根目录中。

2、文件的类型

普通文件

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直接就可以使用的我们就成为普通我文件,如上面的makefile就是一个普通文件

目录文件

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这个文件中包含各文件的文件名和文件及指向这些文件的指针,只要有权限就可以访问目录中的任何文件,上面的myshell就是一个目录文件,我们可以到一个目录不仅仅有目录名,还有一些权限设置、文件大小等。

还行一些文件类型:字符设备文件和块设文件、套接字文件(socket)、符号链接文件(symbolic link)、管道文件(pipe)。

3、文件的共识

  1. 空文件,也要在磁盘中占据空间。
  2. 文件 = 内容 +属性。
  3. 文件操纵 = 对内容 + 对属性.
  4. 如果没有指明对应的文件的路径,和默认当前路径。
  5. 当我们通过fopen,fclose,fwrite,fread对文件进行操纵的时候,编译代码,形成可执行的程序,但是不运行,对于的文件操纵执行了吗?没有对文件的操纵,本质上是进程对文件的操纵
  6. 一个文件没有被打开,可以直接进行文件的访问吗?不能

通过上面的共识我们可以得出,对文件的操纵的本质 :是进程和打开文件的关系

二、系统级的文件操作接口 

我们在C语言和C++都有对文件的操纵函数,我们都知道文件是存放在磁盘上的,而要想访问文件就必须将磁盘上的文件导入到内存中,在进行相应的操作,其实本质上是操纵系统在对这些文件进行管理,而C语言和C++中对文件的操纵的接口,他底层也是操作系统对文件问题的接口,只是通过了封装了而已。

1、文件打开open/文件关闭close

文件打开open

[Linux打怪升级之路]-文件操作

 头文件:<sys/types.h>、 <sys/stat.h>、<fcntl.h>

访问形式:

1、int open(const char *pathname, int flags);

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

当我们要调用open接口就必须包含相应的头文件,但这里要注意的是这里接口为我们提供了二个调用的方式,方式1是文件已经存在我们调用,方式2是文件不存在时要调用的接口。

接口参数:

const char *pathname:这里就指我们要打开的文件名

int flags:指是标记位,传过来的比特位,不同的比特位就调用不同选项,从对文件进行一些初始化。

mode_t mode):这里是设置相应的权限(如操作系统默认的普通文件的权限是0x666)

这里我们要重点了解open接口的第二个参数,上面我们说他是一个标记位 ,我们知道一个int是有32个比特位了,这里我们用每个位表示不同的选项。

下面我们看一段代码理解一下:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>

// 每一个宏,对应的数值,只有一个比特位是1,彼此位置不重叠
#define ONE (1<<0)
#define TWO (1<<1)
#define THREE  (1<<2)
#define FOUR (1<<3)

void show(int flags)
{
    if(flags & ONE) printf("one\n");
    if(flags & TWO) printf("two\n");
    if(flags & THREE) printf("three\n");
    if(flags & FOUR) printf("four\n");
}

int main()
{
    show(ONE);
    printf("-----------------------\n");
    show(TWO);
    printf("-----------------------\n");
    show(ONE | TWO);
    printf("-----------------------\n");
    show(ONE | TWO | THREE);
    printf("-----------------------\n");
    show(ONE | TWO | THREE | FOUR);
    printf("-----------------------\n");
    return 0;
}

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当我们运行代码,就会发现我们通过不同的比特位就调用了不同的,参数选项,出现不同的效果,open接口的参数就是这样的。

flags多个选项:

  • O_RDONLY: 只读打开
  • O_WRONLY: 只写打开
  • O_RDWR : 读,写打开
  • 这三个常量,必须指定一个且只能指定一个
  • O_CREAT : 若文件不存在,则创建它。需要使用mode选项,来指明新文件的访问权
  • O_APPEND: 追加写
  • O_TRUNC如果文件已经存在,且成功打开,则删除文件中原来的全部数据

对于这些选项我们还可以进行功能的多选,选项间用 “ | ” 分割

O_RDONY | O_CREAT//这里的文件用只读的方式创建,如果没有这个文件会自动创建

返回值

  • 成功:新打开的文件描述符(fd)
  • 失败:-1

文件关闭 close

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文件关闭接口用起来非常简单,只要给他传打开文件的文件描述符就可以了。 

2、其他的文件接口

read读文件

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函数原型:

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

参数 

  • fd:是文描述符
  • buf:接收读取数据的缓存区
  • count:读取的字节数
  • 返回值:读取成功则返回读取的字节数,读取到文件尾则返回0,读取失败则返回-1,同时设置全局变量errno的值来表示错误原因;

 write写文件

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函数原型:

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

参数:

  • fd:是文描述符
  • buf:存放写入数据的缓存区
  • count:写入的中的字节数
  • 返回值:写入成功则返回实际写入的字节数,写入失败则返回-1,同时设置全局变量errno的值来表示错误原因;

3、代码演示文件操作 

下面为了更好的理解文件操作,为了大家演示了文件的打开,写入和读取数据,最后在关闭。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
    //定义文件名
    char filename[] = "pjb.txt";
    //定义写入的数据
    char write_data[] = "hellow Linux!";
    //读取的数据
    char read_buf[64] = { 0 };

    //测试写入数据
    int fd = open(filename, O_RDWR | O_CREAT, O664);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        return -1;
    }
    //写入内容
    int ret = write(fd, write_data, sizeof(write_data));
    if (ret < 0)
    {
        perror("write");
        return -1;
    }
    else
    {
        printf("write: %s\n", write_data);
    }
    //关闭文件
    close(fd);
    //测试写入文件
    fd = open(filename, O_RDONLY);;
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        return -1;
    }
    //写入
    ret = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf));
    if (ret < 0)
    {
        perror("read");
        return -1;
    }
    else
    {
        printf("read: %s\n", read_buf);
    }
    close(fd);
    return 0;
}

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 这里观察到我们成功向文件中写入和向文件中读取数据。