io函数 day3 文件io与系统函数

文件IO

1. 概念：程序和文件系统之间的数据交互
   • 特点：无缓冲区、不可移植、可访问多种文件类型、属系统调用、使用文件描述符
2. 文件描述符
   • 本质：数组下标，默认1024个，范围[0 - 1023]
   • 申请规则：从小到大分配未申请的
   • 特殊描述符：stdin（0）、stdout（1）、stderr（2）
3. 文件IO函数
   • open：打开文件
     • 参数：路径文件名、访问模式（必选一种，可添加其他选项）、权限（与O_CREAT有关）
     • 返回值：成功新描述符，失败-1
   • umask：文件权掩码
     • 查看：umask命令
     • 修改：shell指令或函数
   • close：关闭文件，参数为文件描述符
   • write：写入数据，返回写入字节数
   • read：读取文件，返回读取字符数
   • lseek：文件指针偏移
     • 参数：文件描述符、偏移量、起始位置
     • 返回值：起始到当前位置偏移量

获取文件信息

1. stat：获取文件信息（不包括软链接）
   • 参数：路径文件名、存储信息结构体
   • 返回值：成功0，失败-1
2. getpwuid：根据用户id获取用户信息
3. getgrgid：根据组id获取组信息
4. 获取文件类型和权限
   • 文件类型：由st_mode高4位决定
   • 权限：由st_mode第9位决定

目录相关函数

1. opendir：打开目录，返回目录流指针
2. closedir：关闭目录流指针
3. readdir：读取目录信息，返回结构体

作业：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include "headhs.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 打开 BMP 文件
    int fd = open("xiaoxin.bmp", O_RDONLY);
    if (fd < 0)
        pt_er("打开文件失败");

    // ------------------------- 文件头 (14字节) -------------------------
    // 1. 读取文件类型 (偏移 0x00, 2字节)
    unsigned short bfType;
    lseek(fd, 0x00, SEEK_SET);
    if (read(fd, &bfType, sizeof(bfType)) <= 0)
        pt_er("读取文件类型失败");
    if (bfType != 0x4D42)  // "BM" 的十六进制小端表示是 0x424D，但需根据系统字节序调整
        pt_er("非标准BMP文件（需为BM类型）");
    printf("文件类型: 0x%04X (BM)\n", bfType);

    // 2. 读取文件大小 (偏移 0x02, 4字节)
    unsigned int bfSize;
    lseek(fd, 0x02, SEEK_SET);
    if (read(fd, &bfSize, sizeof(bfSize)) <= 0)
        pt_er("读取文件大小失败");
    printf("文件大小: %u 字节\n", bfSize);

    // 3. 读取像素数据偏移量 (偏移 0x0A, 4字节)
    unsigned int bfOffBits;
    lseek(fd, 0x0A, SEEK_SET);
    if (read(fd, &bfOffBits, sizeof(bfOffBits)) <= 0)
        pt_er("读取像素数据偏移量失败");
    printf("像素数据偏移量: %u 字节\n", bfOffBits);

    // ---------------------- 位图信息头 (40字节) ----------------------
    // 4. 读取信息头大小 (偏移 0x0E, 4字节)
    unsigned int biSize;
    lseek(fd, 0x0E, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biSize, sizeof(biSize)) <= 0)
        pt_er("读取信息头大小失败");
    printf("信息头大小: %u 字节\n", biSize);

    // 5. 读取图像宽度 (偏移 0x12, 4字节)
    int biWidth;
    lseek(fd, 0x12, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biWidth, sizeof(biWidth)) <= 0)
        pt_er("读取图像宽度失败");
    printf("宽度: %d 像素\n", biWidth);

    // 6. 读取图像高度 (偏移 0x16, 4字节)
    int biHeight;
    lseek(fd, 0x16, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biHeight, sizeof(biHeight)) <= 0)
        pt_er("读取图像高度失败");
    printf("高度: %d 像素\n",biHeight);

    // 7. 读取位平面数 (偏移 0x1A, 2字节)                                                    
    unsigned short biPlanes;
    lseek(fd, 0x1A, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biPlanes, sizeof(biPlanes)) <= 0)
        pt_er("读取位平面数失败");
    printf("位平面数: %hu\n", biPlanes);

    // 8. 读取每像素位数 (偏移 0x1C, 2字节)
    unsigned short biBitCount;
    lseek(fd, 0x1C, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biBitCount, sizeof(biBitCount)) <= 0)
        pt_er("读取每像素位数失败");
    printf("每像素位数: %hu\n", biBitCount);

    // 9. 读取压缩方式 (偏移 0x1E, 4字节)
    unsigned int biCompression;
    lseek(fd, 0x1E, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biCompression, sizeof(biCompression)) <= 0)
        pt_er("读取压缩方式失败");
    printf("压缩方式: %u (0=无压缩)\n", biCompression);

    // 10. 读取图像数据大小 (偏移 0x22, 4字节)
    unsigned int biSizeImage;
    lseek(fd, 0x22, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biSizeImage, sizeof(biSizeImage)) <= 0)
        pt_er("读取图像数据大小失败");
    printf("图像数据大小: %u 字节\n", biSizeImage);

    // 11. 读取水平分辨率 (偏移 0x26, 4字节)
    int biXPelsPerMeter;
    lseek(fd, 0x26, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biXPelsPerMeter, sizeof(biXPelsPerMeter)) <= 0)
        pt_er("读取水平分辨率失败");
    printf("水平分辨率: %d 像素/米\n", biXPelsPerMeter);

    // 12. 读取垂直分辨率 (偏移 0x2A, 4字节)
    int biYPelsPerMeter;
    lseek(fd, 0x2A, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biYPelsPerMeter, sizeof(biYPelsPerMeter)) <= 0)
        pt_er("读取垂直分辨率失败");
    printf("垂直分辨率: %d 像素/米\n", biYPelsPerMeter);

    // 13. 读取使用的颜色数 (偏移 0x2E, 4字节)
    unsigned int biClrUsed;
    lseek(fd, 0x2E, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biClrUsed, sizeof(biClrUsed)) <= 0)
        pt_er("读取使用的颜色数失败");
    printf("使用的颜色数: %u\n", biClrUsed);

    // 14. 读取重要颜色数 (偏移 0x32, 4字节)
    unsigned int biClrImportant;
    lseek(fd, 0x32, SEEK_SET);
    if (read(fd, &biClrImportant, sizeof(biClrImportant)) <= 0)
        pt_er("读取重要颜色数失败");
    printf("重要颜色数: %u\n", biClrImportant);

    // 关闭文件:
    close(fd);
    return 0;
}