文件IO（Ubuntu）
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文件IO-
目的
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将数据写入文件中
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与标准IO的区别 （为什么要学习文件IO）
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标准IO只能操作普通文件和特殊的管道文件
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文件IO能操作几乎所有的的文件
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缓存区的目的
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标准IO有缓存区
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文件IO没有缓存区
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根据右图描述
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标准IO = 文件IO + buffer缓存区
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有缓存区的标准IO运行效率更高
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没有缓存区的的文件IO实时性更高
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系统调用
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系统提供给用户的，让用户能够使用底层函数的接口。
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因为用户并不能直接调用这些个底层函数，必须通过所谓的"系统调用"这些函数才能调用到底层的函数
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既然printf最终调用write，为什么我们只把write称为系统调，不直接把printf称为系统调用呢？
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printf在不同的系统中，调用的函数是不一样的
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在unix系统中，printf调用的就是write
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在windows，调用的就是XXXwrite函数了
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来源不同
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标准IO
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来自c语言的标准库，可以移植到任何支持c语言的系统环境中
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文件IO
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来自UNIX内核提供的库函数
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句柄不同
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标准IO
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使用的是FILE *流指针来描述文件
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文件IO
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使用的是int类型，我们称为文件描述符，来描述文件
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注意：int类型的文件描述符才是真正描述文件地址的一个变量
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问题：明明是int类型，怎么去描述文件地址
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stdin,stdout,stderr
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三个流文件（默认文件）
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void* filearr[n] = {&stdin,&stdout,&stderr}
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filearr这个文件指针数组中，默认的存放了3个文件的地址，终端输入文件地址，终端输出文件地址，终端错误文件地址
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“标准输入流文件”的地址，被存放在数组中的第0个下标上
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“标准输出流文件”的地址，被存放在数组中的第1个下标上
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“标准错误流文件”的地址，被存放在数组中的第2个下标上
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所以，我们只要给"系统调用"提供下标信息，系统调用函数就会根据下标信息找到对应的文件指针
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所以我们把文件在数组中的int类型的下标信息，称为这个文件的描述符
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如果获得int类型的描述符
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open函数
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int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode)
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功能描述
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打开pathname文件，如何打开由flags决定 （比如创建，清空，可读可写等属性）。 如果文件需要创建的话，创建权限值由mode决定
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参数1
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指定被打开的文件的路径名
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参数2
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打开时文件的属性
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O_RDONLY
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文件以只读的形式打开
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O_WRONLY
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文件以只写的形式打开
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O_RDWR
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文件以读写的形式打开
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O_APPEND
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文件以追加的形式打开
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O_CREAT
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如果文件不存在，则创建文件打开
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O_EXCL
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若文件存在则打开失败，配合O_CREAT使用
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实现效果：若文件不存在则创建文件， 如果存在则什么都不发生
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O_NONBLOCK
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以非阻塞的形式打开文件
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O_TRUNC
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若文件存在则清空文件打开
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即fopen的第二个参数如果写“w”，那么打开文件为只写打开，如果文件不存在则创建文件，如果文件存在则清空文件后打开
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也就是说fopen的第二个参数“w” = open的第二个参数传：O_WRONLY | O_CREAT | O_TUNC
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参数3
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当第二个参数flags里面拥有O_CREAT属性的时候,此时要求传入第3个参数mode，用来表示文案创建时候的权限，故一般传0664，0666这样的数据
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创建文件时未传入权限值，则会以一个随机的权限创建文件
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返回值
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成功打开文件，返回该值的描述符（int类型）
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失败返回-1
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open函数返回的文件描述符的取值规则为：最小未使用位置 例：原本打开文件为 0 1 2 3 4 5 此时关闭3号文件，那么描述符就为 ： 0 1 2 4 5 此时，若我们又打开了一个新文件，那么描述符就有：012345
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不使用文件时关闭文件
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close(fd)
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文件IO的输入输出函数
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write
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ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
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参数1
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文件描述符
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参数2
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存放有准备写入文件中的数据的地址
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参数3
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准备写入的数据的数量
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注意
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该函数是一个数据流函数（字符）
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返回值
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成功写入数据，返回写入数据的数量
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失败返回-1
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失败原因：只可能是描述符突然关闭
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阻塞型函数
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将输入写入的数据，若存满，则会阻塞 直到文件出现空闲内存为止
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read
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ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
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功能描述
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将fd描述的文件中，最多读取count个字节的数据，然后写入buf中
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参数1
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文件描述符号
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参数2
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存放读取到的数据的地址
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参数3
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最多读取的数据的数量
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注意
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根据文件描述符的不同，read的行为模式不同，有阻塞的也有非阻塞的
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描述符
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描述普通文件时：read非阻塞
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描述终端时：read阻塞
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描述管道文件时：read阻塞
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描述套接字时：read阻塞
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返回值
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成功返回读取到的数据的数量
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失败返回-1
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没有读取到数据返回0
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read实际上根据描述符的文件的不同，行为模式的不同，返回值的意义都是不同的
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注意
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fread只要读取到文件结束符就会返回0 而read读取到文件结束符不会返回0 只有read读取一次之后发现没有读取到数据才会返回0
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3个特殊文件描述符
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标准输入流
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STDIN_FILENO 或 0
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标准输出流
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STDOUT_FILENO 或 1
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标准错误流
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STDERR_FILENO 或 2
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重定向函数
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dup2
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int dup2 = (int oldfd, int newfd);
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目标：将标准错误流 STDERR_FILENO， 重定向到err.txt这个文件中
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dup2(err.txt, STDERR_FILENO);
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解析:
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filearr[n] = {&stdin, &stdout, &stderr};
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代码int fd = open("./err.txt", ...);执行后filearr将会在最小未使用位置上放置打开的文件
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filearr[n] = {&stdin, &stdout, &stderr, &err.xtxt};
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当执行代码dup2(err.txt, STDERR_FILENO);
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本质上相当于执行 filarr[STDERR_FILENO] = filearr[fd] (同等于filarr[2] = filearr[3])
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filearr更新为filearr[n] = {&stdin, &stdout, &err.txt, &err.txt}
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此时&stderr被覆盖
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perror()函数默认调用STDERR_FILEENO
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此时2位置上的文件为err.txt实现了错误信息输出到自定文件中
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dup
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int dup(int older);
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功能描述
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将odler，在filearr中的最小未使用位置上，做备份，被返回该位置的值，作为描述符
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原本:filearr[n] = {&stdin, &stdout, &stderr};
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执行:dup(STDERR_FILENO);
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更新后:filearr[n] = {&stdin, &stdout, &stderr, &stderr};(dup 返回3)
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当文件2被覆盖后执行dup2(3, STDERR_FILEENO)
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即可恢复标准错误流的指向
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判断文件是否存在，是否拥有用户可读可写可执行权限
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功能描述
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判断pathname文件是否拥有mode权限
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access
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int access(const char *pathname, int mode);
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功能描述
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判断pathname文件，是否拥有mode权限
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参数 pathname
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准备判断的文件路径名
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参数 mode
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F_OK
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判断文件是否存在
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R_OK
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判断文件是否拥有用户可读权限
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W_OK
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判断文件是否拥有用户可写权限
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X_OK
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判断文件是否拥有用户可执行权限
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返回值
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成功判断返回0，失败返回-1
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判断文件的类型以及文件是否拥有UGO的3项权限
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stat，fstat，lstat
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stat
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int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
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fstat
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int fstat(int fd, struct stat *statbuf);
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lstat
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int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
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以上3个函数全都是用来判断文件类型或者判断文件是否拥有某项权限的
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区别在于：
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stat和fstat
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一个使用文件路径名锁定文件，一个使用文件描述符锁定文件
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stat和lstat
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他俩只有在判断符号链接文件的时候才有区别
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当符号链接文件传递给stat的时候，stat会获取到符号链接文件所引用的源文件的属性和类型
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当符号链接文件传递给lstat的时候，无论符号连接文件引用的源文件是什么类型，获取到的都是符号连接文件本身的属性和文件
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参数 pathname
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准备获取属性和类型的文件的路径名
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参数 statbuf
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用来存放获取到的文件的属性和类型的地址，文件有哪些属性，类型怎么判断。 详见statbuf，结构体如下
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struct stat { dev_t st_dev; /* ID of device containing file */ ino_t st_ino; /* Inode number */ mode_t st_mode; /* File type and mode */ nlink_t st_nlink; /* Number of hard links */ uid_t st_uid; /* User ID of owner */ gid_t st_gid; /* Group ID of owner */ dev_t st_rdev; /* Device ID (if special file) */ off_t st_size; /* Total size, in bytes */ blksize_t st_blksize; /* Block size for filesystem I/O */ blkcnt_t st_blocks; /* Number of 512B blocks allocated */ }; 注释说的很明确，文件类型和属性，都在st_mode里面放着
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如果通过stat函数判断一个文件是否拥有某项权限
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根据 :一个数 | 另一个数 如果没有发生改变的话，则表明该数拥有被按位或的数
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权限的宏定义如下 S_ISUID 04000 set-user-ID bit S_ISGID 02000 set-group-ID bit (see below) S_ISVTX 01000 sticky bit (see below) S_IRWXU 00700 owner has read, write, and execute permission S_IRUSR 00400 owner has read permission S_IWUSR 00200 owner has write permission S_IXUSR 00100 owner has execute permission S_IRWXG 00070 group has read, write, and execute permission S_IRGRP 00040 group has read permission S_IWGRP 00020 group has write permission S_IXGRP 00010 group has execute permission S_IRWXO 00007 others (not in group) have read, write, and execute permission S_IROTH 00004 others have read permission S_IWOTH 00002 others have write permission S_IXOTH 00001 others have execute permission
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如何判断一个文件的类型
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使用以下几个带参宏，来判断文件的类型
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S_ISREG(st_mode) is it a regular file?
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S_ISDIR(st_mode) directory?
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S_ISCHR(st_mode) character device?
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S_ISBLK(st_mode) block device?
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S_ISFIFO(st_mode) FIFO (named pipe)?
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S_ISLNK(st_mode) symbolic link? (Not in POSIX.1-1996.)
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S_ISSOCK(st_mode) socket? (Not in POSIX.1-1996.)
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只要将st_mode 传入一下几个带参宏里面，就能得到结果
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比如说：如果是一个普通文件，那么只哟 S_ISREG(st_mode) 返回1，其他所有带参宏返回0
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设置掩码的函数
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什么叫做掩码：和文件权限相关一个数据 顾名思义：就是需要遮掩掉某些值的一个码 其实，我们在创建文件时候，我们所指定的权限值，并不是这个文件的最终权限值，而是需要剔除掉掩码当中所设定的哪些权限后，才是文件的最终权限值
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如果当前掩码为 0111
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文件创建权限为 0666，文件最终权限是 0666
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如果当前掩码设置为 0333
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文件创建权限为 0666 ，文件最终权限为 0444
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当前掩码设置的是 0111
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如果，文件创建的时候，创建权限为 0777 ，所以文件最终权限需要扣除掩码的权限，最终权限为 0666
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mode_t umask(mode_t cmask);
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功能描述：设置当前程序掩码的值
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参数 cmask：掩码值
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作业： 实现目录下所有文件的复制
#include <myhead.h>
#include <dirent.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
//首先判断目标文件夹是否存在
//if(access("./a", F_OK) == -1)
//{
//}
//打开a目录
struct dirent *dir;
DIR *dirp = opendir("./a");
if(NULL == dirp)
{
perror("opendir");
return -1;
}
int ret = 0;
while(NULL != (dir = readdir(dirp)))
{
/*char tar_path[32] = {0};
strcat(tar_path, "/");
char org_path[32] = {0};
strcat(org_path, "/");
strcat(tar_path, dir -> d_name);
*/
if(strcmp(dir -> d_name, ".") == 0 || strcmp(dir -> d_name, "..") == 0){continue;}
chdir("./a");
int rfd = open(dir -> d_name, O_RDONLY);
chdir("..");
chdir("./b");
int wfd = open(dir -> d_name, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
while(1){
char arr[3] = {0};
ret = read(rfd, arr, 3);
if(ret <= 0){break;}
write(wfd, arr, ret);
}
chdir("..");
close(rfd);
close(wfd);
}
closedir(dirp);
return 0;
}
原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_73503608/article/details/140507936
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