当前位置：首页 > news >正文

Linux学习-应用软件编程（文件IO）

news 2025/8/13 18:14:49

Linux内核专门为应用层提供的文件操作方式。

1.打开文件 open

2.读写文件 read/write

3.关闭文件 close

open

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

头文件

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

功能

打开文件并获取文件描述符，用于后续文件操作（读写等）。

参数

1. pathname

要打开的文件的文件名（包含路径，无路径则为当前工作目录下文件）。

2. flags（打开方式，可组合，用 |  连接）

- 只读： O_RDONLY
- 只写： O_WRONLY
- 可读可写： O_RDWR
- 创建文件： O_CREAT （文件不存在时创建，需配合 mode  设权限）
- 清空文件： O_TRUNC （文件存在则长度截为 0 ）
- 追加写： O_APPEND （写入数据到文件末尾）

与标准 IO 打开模式对应关系（便于理解）：

标准 IO 模式对应 flags 组合
"r"   O_RDONLY
"r+"   O_RDWR
"w"  `O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC
"w+"  `O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC
"a"  `O_WRONLY | O_APPEND | O_CREAT
"a+"  `O_RDWR | O_APPEND | O_CREAT

3. mode（文件权限， flags  含 O_CREAT  时必传）

- 表示文件读写执行权限，如 0664 （对应 rw-rw-r--  ）、 0777 （ rwxrwxrwx  ）。
- 实际生效权限会受 umask  掩码影响，计算方式： mode & ~umask  。例： mode  为 0777  ， umask  为 002  ，则实际权限 0775 （ rwxrwxr-x  ）。

返回值

成功：文件描述符

失败：-1

int main(int argc,const char*argv[])
{int fd = open("./1.txt",O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC,0664);if(-1 == fd){printf("open error\n");return -1;}printf("fd = %d\n",fd);close(fd);
}

操作系统启动后，默认占用 0、1、2 三个文件描述符：

- 0  ：标准输入（ stdin  ，对应键盘等输入设备）
- 1  ：标准输出（ stdout  ，对应终端屏幕输出）
- 2  ：标准错误（ stderr  ，终端输出错误信息）

close

#include <unistd.h>
int close(int fd);

功能

关闭文件描述符对应文件，释放系统资源

参数

fd 为要关闭的文件描述符

write

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

功能

向 fd 关联文件写入数据

参数

- fd  ：目标文件描述符
- buf  ：待写入数据的内存首地址（常为数组、缓冲区指针）
- count  ：期望写入的字节数

返回值

成功：返回实际写入字节数（可能因磁盘满等 < count ）；

失败：返回 -1

read

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

功能

从 fd 关联文件读取数据到内存

参数

- fd  ：源文件描述符
- buf  ：存储读取数据的内存首地址（需提前分配足够空间）
- count  ：期望读取的字节数

返回值

成功：返回实际读到字节数（文件末尾可能 < count ）；

失败：返回 -1 ，

读到文件末尾：返回 0

文件定位函数

lseek

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

功能

用于定位文件读写位置，控制 read / write 操作在文件的具体字节位置生效。

参数

fd ：目标文件的文件描述符（通过 open 等函数获取）操作已打开文件 test.txt 的 fd
offset ：偏移量（字节为单位，可正可负，正表示向后偏移，负表示向前）想跳过 100 字节： offset=100 ；回退 50 字节： offset=-50
whence ：相对位置基准，有 3 种宏定义：

- SEEK_SET ：文件开头

- SEEK_CUR ：当前读写位置

- SEEK_END ：文件末尾从开头偏移：

返回值

- 成功：返回当前读写位置相对于文件开头的偏移量（ off_t 类型，通常是长整型）
- 失败：返回 -1 ，可通过 errno 查看具体错误（如 EBADF 表示 fd 无效）

求文件大小：

off_t len = lseek(fd, 0, SEEK_END);
// 先定位到文件末尾，返回值就是文件总字节数（因从开头到末尾的偏移量 = 文件大小）
lseek(fd, 0, SEEK_SET);
// 操作完文件大小获取，重置读写位置到开头，方便后续正常读写

标准 IO（C 库函数）

特性说明
归属与移植性属于 C 库函数，跨平台（Windows、Linux 等）移植性强
实现本质对系统调用的封装，内部增加缓冲区（批量读写，减少系统调用次数，提升普通文件读写效率）
主要应用场景专注普通文件操作（文本、二进制文件读写，如日志、配置文件处理）
典型函数 fopen / fclose （打开/关闭）、 fread / fwrite （读写）、 fseek （定位）等

文件 IO（系统调用）

特性说明
归属与移植性属于 Linux 系统调用，依赖内核实现，跨不同操作系统（如 Windows）移植性弱
实现本质无用户态缓冲区，直接与操作系统内核交互，每次操作近乎直接触发硬件 IO（灵活但普通文件读写效率可能低于标准 IO ）
主要应用场景侧重硬件设备操作（串口、磁盘分区等），也支持普通文件；对实时性、硬件直接控制需求场景更适配
典型函数 open / close （打开/关闭）、 read / write （读写）、 lseek （定位）等