Linux 文件(1)

1. 文件

1.1 文件是什么

一个文件，是由其文件属性与文件内容构成的。文件属性又称为一个文件的元数据，因此如果一个文件，内容为空，这个文件依然要占据磁盘空间。

1.2 文件在哪里

一个文件，如果没有被打开，那么这个文件就在硬盘上，对于硬盘上的文件，我们使用文件系统进行组织和管理。

一个文件，如果被打开了呢？我们首先要搞明白，文件是如何被打开的。之前，我们在C语言中，使用fopen函数来打开一个文件，即文件打开，本质是通过一个程序实现的。所以，文件的打开依赖于进程，而进程打开文件的实质就是由操作系统将此文件加载到内存中。

所以，一个进程可以打开多个文件.OS内，一定同时存在多个被打开的文件，因此在操作系统中，一定存在一种专门描述文件的结构体，操作系统借助该结构体，对打开的，加载到内存中的文件进行管理。

2. 文件的相关操作

2.1 文件操作的本质

文件是由文件内容与文件属性构成的，因此对文件的操作，本质就是对文件内容和文件属性的操作。

对于文件的操作，无论是读文件，还是写文件，都需要在内存与硬盘之间进行交互，因此一定是由操作系统来实现的。

而我们在C语言中，通过C语言库中封装好的文件操作相关函数实现文件操作，实质上，这些函数底层都是通过相关文件的系统调用实现文件操作的。

2.2 用C语言函数进行文件操作

2.2.1 文件写

2.2.2 文件读

2.2.3 通过文件读和写实现cat命令

Linux命令行中的cat命令，本质上就是获取相应文件内容，并将相关文件内容输出到显示器上，因此我们可以同文件操作的相关接口实现cat命令。

2.3 用系统接口进行文件操作

前面讲过，所有对文件的操作，本质上都是通过系统调用接口完成的。下面，我们直接通过Linux的系统调用接口，来对文件进行操作。

2.3.1 打开文件

open是用于打开文件的系统接口。

pathname:文件的绝对路径或相对路径。
flags:打开文件时的标志位，即文件以怎样的方式打开(读或写等等)。此处传递标志位的方式很特殊，利用了位操作。
mode:是文件不存在时，创建文件所赋予的权限。

此处，讲一下如何利用位操作便捷传递标志位。

输出结果如下：

言归正传，我们来看一下open中有哪些标志位。

O_RDONLY:只读方式打开
O_WRONLY:只写方式打开
O_RDWR:读写方式打开
O_CREAT:文件不存在时，创建文件
O_TRUNC:打开文件时，清空文件内容
O_APPEND:文件以追加内容的形式打开

上述标志位中，前三个标志位，必须要选择一个，其它标志位则作为附加。

2.3.2 读文件

fd:这个是文件描述符，open函数成功打开文件后，便会返回文件描述符fd，对应相应文件。
buf:为写入的缓冲区。
count:为至多读入的字节数。

2.3.3 写文件

buf:为读取的缓冲区。
count:为至多写入的字节数。

2.3.4 关闭文件

通过相应的文件描述符fd来关闭文件。

2.3.5 综合运用

在上述代码中，需特别注意，写完文件后，需关闭文件，再以读的方式打开。这是因为，写文件过后，文件内部用于定位的指针在文件末尾，而我们需要重头开始读文件，这样才能读取到内容。因此，必须关闭文件，再重新打开文件，以重置该文件指针到开头，或者使用重定位文件指针的系统调用。