Linux探秘坊-------10.基础IO

1.文件理解

1.狭义理解

2.⼴义理解

3.⽂件操作的归类认知

• 

2.c语言的文件操作复习

1.读文件

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    FILE* fp = fopen("myfile", "r");
    if (!fp) {
        printf("fopen error!\n");
        return 1;
    }
    char buf[1024];
    const char* msg = "hello bit!\n";
    while (1) {
        // 注意返回值和参数，此处有坑，仔细查看man⼿册关于该函数的说明
        ssize_t s = fread(buf, 1, strlen(msg), fp);
        if (s > 0) {
            buf[s] = 0;
            printf("%s", buf);
        }
        if (feof(fp)) {
            break;
        }
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

可以在centos环境下，稍作修改，实现简单cat命令:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char* argv[]) {//输入类似 ./test log.txt
    if (argc != 2) {
        printf("argv error!\n");
        return 1;
    }
    FILE* fp = fopen(argv[1], "r");
    if (!fp) {
        printf("fopen error!\n");
        return 2;
    }
    char buf[1024];
    while (1) {
        int s = fread(buf, 1, sizeof(buf), fp);// 参数分别表示，读到buf中去，每次读一个，一个的字节大小，要打开的文件名
        if (s > 0) {
            buf[s] = 0;
            printf("%s", buf);
        }
        if (feof(fp)) {//如果读到文件的结尾了，就退出
            break;
        }
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

2.各种方式实现在centos环境的屏幕上打印

• 为什么fwrite也可以打印呢？-------------因为linux系统下一切皆文件，屏幕也是一个文件，所以打印等于把数据写入屏幕文件

3.三大输入输出流

1.如果只以写的方式--------fopen（，“w”）打开文件，但什么都不写，会发生什么？

答案是，文件会被清空，因为文件被打开时，默认被清空。

还记得之前得echo 。。。 > log.txt-----重定向命令,如果只输入> log.txt会发生什么呢？

• 没错，log.txt会被清空，和fopen只打开文件不写是一个道理

2.如果只以写的方式--------fopen（，“a”）打开文件，但什么都不写，会发生什么？

答案是，文件不会被清空，如果写入东西的话，不是重新写文件，而是在原来文件得结尾处继续输入内容

• 类似echo …>>log.txt--------不清空文件，而是在末尾处新插入内容

4.系统提供的基础接口

1.open函数

• 如果打开成功，就会返回文件描述符
  
  举例说明：
  
• 使用O_CREAT一定要加权限。，0666代表权限-rw-rw-rw-

运行结果如下：

• 为什么最后是-rw-rw-r–捏？因为系统自带umask码，为0002。
• 
• 原来的0666-0002=0664即-rw-rw-r–。

• 可以这样就解决。

2.close函数

• close（文件描述符）------关闭文件

3.write函数

1.代码示例

运行结果如下：

添加清空功能，每次打开文件需要清空文件，需要在open函数中添加 O_TRUNC 宏

添加尾部写入，，需要在open函数中添加 O_APPEND

2.二进制写入VS文本写入

• 二进制写入

• 文本写入

总结：

• 是二进制形式写入还是文本形式写入，取决于你自己。

4.read函数

• 返回值是成功读取的字节数
• 如果读到文件末尾了就返回0
• 如果读取失败就返回一个小于0的数

5.fd文件描述符

1.代码示例

打印结果如下：

• 为什么没有0，1，2呢？
• 因为0，1，2分别是标准输入，标准输出，标准错误，一开始就已经打开了，不需要在使用open函数打开

2.file类型解释

在c语言的fopen函数中，类型是FILE，那么FILE到底是什么类型呢？

• 上文已说明file是一个结构体，所以使用->fileno打印文件描述符fd

结果如下：

3.fd的本质

进程打开为1：n的形式，什么意思？就是指一个进程可以打开多个文件，那怎么管理打开的文件呢？

• 每个文件被打开时，都会创建一个FILE*结构体，里面存放着文件的各种数据和属性，通过管理这些结构体就能管理好文件
• 但是结构体也有很多个，这个时候我们可以想到用数组来存储他们，数组的下标就是fd

• 文件描述符表是一个结构体，里面存着一个指针数组，每个元素就是一个文件对应的FILE结构体的地址

4.重定向

• 这是一个重定向的例子

dup2函数的使用：

5.cout与cerr打印

• 二者的fd分别为1和2，默认输出都是显示器。

那么，如何让cout和cerr的内容都打印到同一个文件内呢？

• 这样才是正确的

6.一切皆文件

linux视角下一切皆文件，为什么这么说呢？

• 如上图，每一个文件/设备都有一个对应的struct file，设备还另外拥有一个struct device用来存储属性与状态
• 可以看到在底层上每一个设备都有其对应的读写操作
• 而每一个struct file中都有两个函数指针，分别为read和write，分别对应其对应的设备的读写操作
• 但在上层看来，所有的读写函数都是同名的，所以不会意识到设备和文件有差距，便认为所有设备都是文件