Linux 第二十三章

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回顾文件

fopen()

fwrite 

 fputs

>文件名

追加重定向 

 认识系统接口

open

linux中常见的函数传参数

umask

write

read

语言和系统的区别

文件描述符

回顾文件

文件=内容+属性

1.所有对文件的操作：

1）对内容操作

2）对属性操作

2.内容是数据，属性也是数据

3.我们要访问一个文件的时候，都是先把这个文件先打开

我们：进程（我们在访问文件，其实都是进程要访问这个文件）

打开前：这个文件是普通的磁盘文件

打开后：文件加载到内存

4.一个进程可以打开多个文件吗？多个进程可以打开多个文件吗？

加载到内存中，被打开的文件，可能会存在多个

文件加载内存中是由操作系统来做的

操作系统在运行中，可能会打开很多个文件

操作系统要不要管理打开的文件呢？？？如何管理呢？？

先描述，在组织

一个文件要被打开，一定先在内核中形成被打开的文件对象

5.文件按照是否被打开，分为：被打开的文件（内存中），没有被打开的文件（磁盘中）

6.研究本次文件操作的本质：进程和打开文件的关系

fopen()

fopen是C语言标准库中的一个函数，用于打开一个文件，并返回一个指向该文件的指针。其原型如下：

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
其中，filename表示要打开的文件名，可以包含路径信息，mode则表示打开文件的模式，包括读、写等操作，具体的取值包括：

* "r"：以只读方式打开文件，如果文件不存在则返回NULL；
* "w"：以写方式打开文件，如果文件不存在则创建，如果文件存在则清空文件内容；
* "a"：以追加方式打开文件，如果文件不存在则创建；
* "r+"：以读写方式打开文件，如果文件不存在则返回NULL；
* "w+"：以读写方式打开文件，如果文件不存在则创建，如果文件存在则清空文件内容；
* "a+"：以追加方式打开文件，如果文件不存在则创建；

示例代码：

#include <stdio.h>


int main() {
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w");
    if(fp == NULL) {
        printf("Failed to open file.\n");
        return -1;
    }
    fprintf(fp, "Hello, world!\n");
    fclose(fp);
    return 0;
}

以上代码将会创建一个名为"test.txt"的文件，并向其中写入一行字符串"Hello, world!"，然后关闭文件。

fwrite 

fwrite是C语言标准库中的一个函数，用于向文件中写入数据。

其原型如下：

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream);
其中，ptr表示要写入的数据指针，size表示每个数据元素的大小（单位为字节），
count表示要写入的数据元素的个数，stream表示要写入的文件流指针。

函数返回值为成功写入的数据元素个数。

示例代码：

#include <stdio.h>
int main() {
    int arr[3] = {1, 2, 3};
    FILE *fp = fopen("test.bin", "wb");
    if(fp == NULL) 
    {
        printf("Failed to open file.\n");
        return -1;
    }
    fwrite(arr, sizeof(int), 3, fp);
    fclose(fp);
    return 0;
}

以上代码将会创建一个名为"test.bin"的二进制文件，并向其中写入一个包含三个整数的数组。通过fwrite函数，将整数数组arr的内容写入到文件中。注意，使用二进制模式打开文件时应该使用"wb"模式。

对于写入文本文件，我们可以使用fputs或fprintf函数。例如：

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w");
    if(fp == NULL) 
    {
        printf("Failed to open file.\n");
        return -1;
    }
    fputs("Hello, world!\n", fp);
    fprintf(fp, "%d %s\n", 123, "abc");
    fclose(fp);
    return 0;
}

以上代码将会创建一个名为"test.txt"的文本文件，并向其中写入两行字符串。第一行是"Hello, world!\n"，第二行是"123 abc\n"。注意，在文本模式下打开文件时应该使用"w"模式。

 fputs

fputs是C语言标准库中的一个函数，用于向文件中写入字符串。

其原型如下：

int fputs(const char *str, FILE *stream);
其中，str表示要写入的字符串，stream表示要写入的文件流指针。
函数返回值为成功写入的字符个数（不包括字符串结尾的空字符'\0'）。

示例代码：

#include <stdio.h>


int main() {
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w");
    if(fp == NULL) {
        printf("Failed to open file.\n");
        return -1;
    }
    fputs("Hello, world!\n", fp);
    fclose(fp);
    return 0;
}

以上代码将会创建一个名为"test.txt"的文本文件，并向其中写入一行字符串"Hello, world!\n"。注意，在文本模式下打开文件时应该使用"w"模式。

>文件名

 >文件名，1.如果文件不存在，就会创建文件 2.如果文件存在则会清空文件

[BCH@hcss-ecs-6176 testfile]$ >log.txt//>重定向log.txt文件时，需要打开文件，
但是也没有做什么，所以就会关闭文件，此时文件就会被清空，和"w"打开文件一样
[BCH@hcss-ecs-6176 testfile]$ ll
总用量 20
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH    0 11月 23 23:16 log.txt
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH   65 11月 23 22:51 Makefile
-rwxrwxr-x 1 BCH BCH 8512 11月 23 23:12 myfile
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH  414 11月 23 23:15 myfile.c

追加重定向 

[BCH@hcss-ecs-6176 testfile]$ ll
总用量 24
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH   63 11月 23 23:24 log.txt
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH   65 11月 23 22:51 Makefile
-rwxrwxr-x 1 BCH BCH 8512 11月 23 23:20 myfile
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH  502 11月 23 23:23 myfile.c
[BCH@hcss-ecs-6176 testfile]$ echo "hello linux" >>log.txt//>>和”a"打开文件一样
[BCH@hcss-ecs-6176 testfile]$ ll
总用量 24
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH   75 11月 23 23:24 log.txt
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH   65 11月 23 22:51 Makefile
-rwxrwxr-x 1 BCH BCH 8512 11月 23 23:20 myfile
-rw-rw-r-- 1 BCH BCH  502 11月 23 23:23 myfile.c

 认识系统接口

open

open是Linux系统中的一个系统调用，用于打开文件或创建文件。
其原型如下：

#include <fcntl.h>//头文件
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
其中，pathname表示要打开或创建的文件路径名，flags表示打开或创建文件的方式和权限，mode表示创建文件时的权限。
flags参数可以使用以下常量进行组合：
* O_RDONLY：只读打开；
* O_WRONLY：只写打开；
* O_RDWR：读写打开；
* O_CREAT：如果文件不存在则创建；
* O_TRUNC：打开文件时截断文件长度为0；
* O_APPEND：在文件末尾追加数据；
* O_EXCL：与O_CREAT一起使用，如果文件已经存在则报错。
mode参数可以使用以下常量进行组合：
* S_IRWXU：用户具有读、写、执行权限；
* S_IRUSR：用户具有读权限；
* S_IWUSR：用户具有写权限；
* S_IXUSR：用户具有执行权限；
* S_IRWXG：组具有读、写、执行权限；
* S_IRGRP：组具有读权限；
* S_IWGRP：组具有写权限；
* S_IXGRP：组具有执行权限；
* S_IRWXO：其他用户具有读、写、执行权限；
* S_IROTH：其他用户具有读权限；
* S_IWOTH：其他用户具有写权限；
* S_IXOTH：其他用户具有执行权限。

示例代码：

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main() 
{
    int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR | S_IWUSR);
    if(fd == -1) 
    {
        printf("Failed to open file.\n");
        return -1;
    }
    write(fd, "Hello, world!\n", 14);
    close(fd);
    return 0;
}


以上代码将会创建一个名为"test.txt"的文件，并向其中写入一行字符串"Hello, world!\n"，然后关闭文件。注意，在Linux系统中，文件的读写需要使用文件描述符来进行操作，因此需要先通过open函数打开文件，并返回一个文件描述符，然后使用write或read等函数进行读写操作，最后通过close函数关闭文件。

linux中常见的函数传参数

#include<stdio.h>

#define PRINT1 1 //0001//1
#define PRINT2 (1<<1) //0010//2
#define PRINT3 (1<<2) //0100//4
#define PRINT4 (1<<3) //1000//8

void print(int flags)
{
    if(flags&PRINT1)printf("print : 1\n");
    if(flags&PRINT2)printf("print : 2\n");
    if(flags&PRINT3)printf("print : 3\n");
    if(flags&PRINT4)printf("print : 4\n");
}
int main()
{
    print(PRINT1);
    print(PRINT1|PRINT2);
    print(PRINT1|PRINT2|PRINT3);
    print(PRINT1|PRINT2|PRINT3|PRINT4);
    return 0;
}

umask

在Linux中，umask也是一个系统调用，用于设置当前进程的文件创建屏蔽字（file creation mask）。它可以通过umask()函数来调用。

#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
mode_t umask(mode_t mask);
umask函数接受一个八进制数作为参数，表示要屏蔽的权限位。它返回先前的屏蔽字值。

以下是一个示例代码，展示了如何使用umask系统调用：

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
int main() {
    mode_t old_mask = umask(022);  // 设置屏蔽字为022
    printf("Old umask: %o\n", old_mask);

    // 创建文件
    FILE *file = fopen("test.txt", "w");
    if (file == NULL) {
        perror("Failed to create file");
        return -1;
    }
    fclose(file);

    return 0;
}

在上述示例中，首先使用umask(022)将屏蔽字设置为022，然后创建一个名为"test.txt"的文件。由于屏蔽字的设置，该文件的权限将是644（666 & ~022 = 644）。

需要注意的是，umask调用仅对当前进程及其子进程有效，不会永久更改系统的默认umask值。如果希望永久更改umask值，可以将其添加到shell的配置文件中，例如~/.bashrc或/etc/profile。
 

write

在Linux中，write是一个系统调用，用于将数据写入文件描述符（file descriptor）所指向的文件中。

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
* fd：文件描述符，表示要写入的文件。
* buf：指向要写入的数据的缓冲区。
* count：要写入的字节数。
write函数返回实际写入的字节数，如果出现错误则返回-1。

以下是一个示例代码，展示了如何使用write系统调用：

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
    if (fd == -1) 
    {
        perror("Failed to open file");
        return -1;
    }
    const char *data = "Hello, world!";
    ssize_t bytes_written = write(fd, data, strlen(data));
    if (bytes_written == -1) 
    {
        perror("Failed to write to file");
        close(fd);
        return -1;
    }

    printf("Bytes written: %zd\n", bytes_written);
    close(fd);

    return 0;
}


在上述示例中，首先使用open函数打开或创建一个名为"test.txt"的文件，并获得对应的文件描述符。然后使用write函数将字符串"Hello, world!"写入文件中。最后，关闭文件。

需要注意的是，文件需要以适当的方式打开（例如O_WRONLY表示只写），并且需要在使用write函数之前打开文件。并且，在写入数据时，需要确保缓冲区中的数据不会超过指定的字节数。
 

当我们想想向一个文件中写入字符串的时候，我们不需要在strlen()+1，\0是c语言的规定，不是文件的规定

read

在 Linux 中，read 系统调用用于从文件描述符读取数据。

它的原型如下：

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
fd 是要读取的文件描述符，可以是文件、套接字、管道等。
buf 是用来存储读取数据的缓冲区的指针。
count 是要读取的字节数。
read 函数返回值为读取的字节数。如果返回 -1，则表示读取出错；如果返回 0，则表示已到达文件末尾（或者读取的字节数为 0）。

以下是一个简单的示例，演示如何使用 read 系统调用从文件中读取数据：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main() {
    char buffer[1024];
    ssize_t bytes_read;
    
    // 打开文件
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    // 从文件中读取数据
    bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (bytes_read == -1) {
        perror("read");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    // 输出读取的数据
    printf("Read %zd bytes: %s\n", bytes_read, buffer);
    
    // 关闭文件
    close(fd);
    
    return 0;
}


在这个示例中，程序打开名为 "example.txt" 的文件，并使用 read 函数从文件中读取数据到 buffer 中。然后输出读取的数据，并关闭文件。

语言和系统的区别

c语言函数接口

FILE* fp=fopen("log.txt","w");
FILE* fp=fopen("log.txt","a");

系统调用接口

int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC);
int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND);

文件描述符fd是一个连续的小整数理解文件，在操作系统中的表现：

fd的本质其实就是数组的下标
进程在运行的时候，默认是把
标准输入 键盘        stdin      0
标准输出 显示器    stdout    1
标准错误 显示器    stdout    2

操作系统访问文件，只认文件描述符


FILE是一个C语言提供的结构体类型，这个结构体必定封装了文件描述符

int main()
{
    printf("stdin:%d\n",stdin->_file);
    printf("stdin:%d\n",stdout->_file);
    printf("stdin:%d\n",stderr->_file);
    
    FILE* fp=fopen("log.txt","w");
    printf("fp:%d\n",fp->_file);
    fclose(fp);
}

结果：
stdin:0
stdin:1
stdin:2
fp:3

1.OS/C语言为什么默认要把0，1，2，stdin、stdout、strerr打开呢？？就是为了让程序员默认进行输入输出代码编写

2.stderr是什么？

3.如何理解一切皆文件呢？

文件描述符

在Linux中，文件描述符fd（file descriptor）是一个非负整数，用于唯一标识打开的文件或其他输入/输出资源。文件描述符是操作系统内部维护的，应用程序通过文件描述符来访问文件、套接字、管道等。

下面是一些关于文件描述符的常见概念和用法：

1. 标准文件描述符：
    * 0：标准输入(STDIN_FILENO)，通常关联到键盘输入。
    * 1：标准输出(STDOUT_FILENO)，通常关联到屏幕输出。
    * 2：标准错误(STDERR_FILENO)，通常关联到屏幕输出。
2. 打开文件：
    * 当你使用open函数打开一个文件时，它会返回一个文件描述符。
    * 文件描述符从3开始递增，每次成功打开一个文件就会分配一个新的文件描述符。
3. 文件描述符的读写：
    * 使用read函数从文件描述符中读取数据。
    * 使用write函数将数据写入文件描述符。
4. 关闭文件：
    * 使用close函数关闭文件描述符。
    * 关闭文件描述符后，它可以被重用。
5. 其他操作：
    * 可以使用dup或dup2函数复制文件描述符。
    * 使用fcntl函数进行更高级的文件描述符操作，如非阻塞模式、文件状态标志等。

下面是一个简单的示例，演示了打开文件、读取内容并关闭文件的过程：

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

int main() {
    int file_desc = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (file_desc == -1) {
        perror("Error opening file");
        exit(1);
    }

    char buffer[100];
    ssize_t bytes_read = read(file_desc, buffer, sizeof(buffer));
    if (bytes_read == -1) {
        perror("Error reading file");
        exit(1);
    }
    printf("Read %zd bytes: %s\n", bytes_read, buffer);
    close(file_desc);
    return 0;
}


在这个例子中，我们使用open函数打开一个名为"example.txt"的文件，并通过read函数读取文件内容到缓冲区中。最后，使用close函数关闭文件描述符。
 

  🌸🌸🌸如果大家还有不懂或者建议都可以发在评论区，我们共同探讨，共同学习，共同进步。谢谢大家！ 🌸🌸🌸 

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