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网站必须备案吗,镇江平台公司,营销 网站制作,新建网站推广给企业理解文件 1-1 狭义理解 文件在磁盘里磁盘是永久性存储介质#xff0c;因此文件在磁盘上的存储是永久性的磁盘是外设#xff08;即是输出设备也是输入设备#xff09;磁盘上的文件 本质是对文件的所有操作#xff0c;都是对外设的输入和输出简称IO 1-2 广义理…理解文件 1-1 狭义理解 文件在磁盘里磁盘是永久性存储介质因此文件在磁盘上的存储是永久性的磁盘是外设即是输出设备也是输入设备磁盘上的文件 本质是对文件的所有操作都是对外设的输入和输出简称IO 1-2 广义理解 Linux 下⼀切皆文件键盘、显示器、网卡、磁盘…… 这些都是抽象化的过程 1-3 文件操作的归类认知  对于 0KB 的空文件是占用磁盘空间的文件创建时间属性权限….都是需要存储的文件是文件属性元数据和文件内容的集合文件 属性元数据 内容所有的文件操作本质是文件内容操作和文件属性操作 1-4 系统角度  访问文件需要先打开文件谁打开文件进程打开文件对文件的操作本质是进程对文件的操作 对文件的操作本质是进程对文件的操作磁盘的管理者是操作系统文件的读写本质不是通过 C 语言 / C 的库函数来操作的这些库函数只是为用户提供方便而是通过文件相关的系统调用接口来实现的 回顾C文件接口 1 #includestdio.h2 #includestring.h3 int main()4 {5 FILE *fpfopen(log.txt,w);6 7 if(fpNULL)8 {9 perror(fopen);10 return 1;11 }12 const char msghello bit;13 int cnt1;14 while(cnt10)15 {16 char buffer[1024];17 snprintf(buffer,sizeof(buffer),%s%d\n,msg,cnt); 18 fwrite(buffer,strlen(buffer),1,fp);19 }20 21 fclose(fp);22 23 return 0;24 }稍作修改实现简单cat命令: #include stdio.h #include string.h int main(int argc, char argv[]) { 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); if(s 0){ buf[s] 0; printf(%s, buf); } if(feof(fp)){ break; } } fclose(fp); return 0; } 输出信息到显示器三种方法 c还有cout其实这些都是封装了最原始的writ #include stdio.h #include string.h int main() { const char msg hello fwrite\n; fwrite(msg, strlen(msg), 1, stdout); printf(hello printf\n); fprintf(stdout, hello fprintf\n); return 0; } 2-5 stdin stdout stderr C默认会打开三个输⼊输出流分别是stdin, stdout, stderr仔细观察发现这三个流的类型都是FILE, fopen返回值类型文件指针 stdin 标准输入 键盘文件stdout 标准输出 显示器文件stderr标准错误 显示器文件 #include stdio.h extern FILE *stdin; extern FILE *stdout; extern FILE *stderr; 2-6 打开文件的方式 r以只读模式打开文本文件文件指针位于文件开头。r以读写模式打开文件文件指针位于文件开头。可以读取和写入文件内容。w若文件存在则将其内容清空截断为零长度若文件不存在则创建一个新的文本文件用于写入文件指针位于文件开头。w以读写模式打开文件。若文件不存在则创建若存在则清空内容文件指针位于文件开头。a以追加模式打开文件若文件不存在则创建。文件指针位于文件末尾写入的内容会追加到文件现有内容之后。a以读写和追加模式打开文件。若文件不存在则创建读取时文件指针位于文件开头写入时内容总是追加到文件末尾 r Open text file for reading. The stream is positioned at the beginning of the file. r Open for reading and writing. The stream is positioned at the beginning of the file. w Truncate(缩短) file to zero length or create text file for writing. The stream is positioned at the beginning of the file. w Open for reading and writing. The file is created if it does not exist, otherwise it is truncated. The stream is positioned at the beginning of the file. a Open for appending (writing at end of file). The file is created if it does not exist. The stream is positioned at the end of the file. a Open for reading and appending (writing at end of file). The file is created if it does not exist. The initial file position for reading is at the beginning of the file, but output is always appended to the end of the file. 系统文件I/O 打开文件的方式不仅仅是fopenifstream等流式语言层的方案其实系统才是打开文件最底层的方案。不过在学习系统文件IO之前先要了解下如何给函数传递标志位该方法在系统文件IO接口中会使用到 一种传递标志位的方法(位图) #includestdio.h2 3 #define ONE_FLAG (10) //0000 0000 0000…0000 00014 #define TWO_FLAG (11) //0000 0000 0000…0000 00105 #define THREE_FLAG (12) //0000 0000 0000…0000 0100 6 #define FOUR_FLAG (13) //0000 0000 0000…0000 0100 7 8 void Print(int flags)9 {10 if(flags ONE_FLAG)11 {12 printf(One!\n);13 }14 if(flags TWO_FLAG)15 {16 printf(Two!\n);17 }18 if(flags THREE_FLAG)19 {20 printf(Three!\n);21 }22 if(flags FOUR_FLAG)23 {24 printf(Four!\n);25 }26 }27 int main()28 {29 30 Print(1);31 printf(\n);32 Print(1|2);33 printf(\n); 34 Print(1|2|4); 35 return 0; 36 } hello.c写文件 #include stdio.h #include sys/types.h #include sys/stat.h #include fcntl.h #include unistd.h #include string.h int main() { umask(0); int fd open(myfile, O_WRONLY|O_CREAT, 0644); if(fd 0){ perror(open); return 1; } int count 5; const char *msg hello bit!\n; int len strlen(msg); while(count–){ write(fd, msg, len);//fd: 后⾯讲 msg缓冲区⾸地址 len: 本次读取期望写 ⼊多少个字节的数据。 返回值实际写了多少字节数据 } close(fd); return 0; } hello.c读文件 #include stdio.h #include sys/types.h #include sys/stat.h #include fcntl.h #include unistd.h #include string.h int main() { int fd open(myfile, O_RDONLY); if(fd 0){ perror(open); return 1; } const char *msg hello bit!\n; char buf[1024]; while(1){ ssize_t s read(fd, buf, strlen(msg));//类⽐write if(s 0){ printf(%s, buf); }else{ break; } } close(fd); return 0; } open 读 int openconst char *pathnameint flags写 int open const char *pathnameint flagsmode_t mode ); pathname: 要打开或创建的⽬标⽂件 flags: 打开⽂件时可以传⼊多个参数选项⽤下⾯的⼀个或者多个常量进⾏“或”运算构成 flags。 参数: O_RDONLY: 只读打开 O_WRONLY: 只写打开 O_RDWR : 读写打开 这三个常量必须指定⼀个且只能指定⼀个 O_CREAT : 若⽂件不存在则创建它。需要使⽤mode选项来指明新⽂件的访问 权限 O_APPEND: 追加写 返回值 成功新打开的⽂件描述符 失败-1 open 函数具体使用哪个和具体应用场景相关如目标文件不存在需要open创建则第三个参数表示创建文件的默认权限,否则使用两个参数的open。 #includestdio.h2 #includesys/types.h3 #includesys/stat.h4 #includefcntl.h5 int main()6 {7 8 int fdopen(log.txt,O_CREAT|O_WRONLY,0666); 9 if(fd0)10 {11 perror(open);12 return 1;13 }14 15 return 0;16 }下面权限设的是666但是这里是664umask掩码给屏蔽了open是系统调用权限掩码的影响是在系统内部只要设置umsk(0);就能解决umsk是设置文件创建时的掩码可以屏蔽掉系统内部权限的影响用户设置说明就是什么。write read close lseek ,类比C文件相关接口。 fopen fclose fread fwrite 都是C标准库当中的函数我们称之为库函数libc。而open close read write lseek 都属于系统提供的接口称之为系统调用接口。 read ssize_t read(int fd,void *buf,size_t count); 从指定文件描述符读取count个缓冲区的大小返回读取成功的字节大小数小于零表示失败等于零都到结尾 回忆一下讲操作系统概念时画的张图 系统调用接口和库函数的关系一目了然。 所以可以认为 f# 系列的函数都是对系统调用的封装方便二次开发。  文件描述符fd 0 1 2 Linux进程默认情况下会有3个缺省打开的文件描述符分别是标准输入0 标准输出1 标准错 误2. • 0,1,2对应的物理设备一般是键盘显示器显示器 所以输入输出还可以采用如下方式 #include stdio.h #include sys/types.h 1 2 #include sys/stat.h #include fcntl.h #include string.h int main() { char buf[1024]; ssize_t s read(0, buf, sizeof(buf)); if(s 0){ buf[s] 0; write(1, buf, strlen(buf)); write(2, buf, strlen(buf)); } return 0; } 而现在知道文件描述符就是从0开始的小整数。当我们打开文件时操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述目标文件。于是就有了file结构体。表示一个已经打开的文件对象。而进程执行open系统调用所以必须让进程和文件关联起来。每个进程都有一个指针*files, 指向一张表files_struct,该表最重要的部分就是包含一个指针数组每个元素都是一个指向打开文件的指针所以本质上文件描述符就是该数组的下标。所以只要拿着文件描述符就可以找到对应的文件。对于以上原理结论我们可通过内核源码验证 文件描述符的分配规则 #include stdio.h #include sys/types.h #include sys/stat.h #include fcntl.h int main() { int fd open(myfile, O_RDONLY); if(fd 0){ perror(open); return 1; } printf(fd: %d\n, fd); close(fd); return 0; } 输出发现是 fd: 3 关闭0或者2在看  #include stdio.h #include sys/types.h #include sys/stat.h #include fcntl.h int main() { close(0); //close(2); int fd open(myfile, O_RDONLY); if(fd 0){ perror(open); return 1; } printf(fd: %d\n, fd); close(fd); return 0; } 发现是结果是 fd: 0 或者 fd 2 可见文件描述符的分配规则在files_struct数组当中找到 当前没有被使用的最小的⼀个下标作为新的文件描述符。 进程里面有一个stuctfile能找到文件描述符表 file是一个结构体里面含有文件的各种属性fd是指针数组里面通过下标能访问到各自file文件被打开时创建file文件再把file存入文件描述符表中最小的空的fd里面fd通过地址文件能找到file能访问文件。 进程在调用read等接口时操作系统拿着fd索引来到文件描述符表找到该fd内的file地址每一个文件都要有自己的文件缓冲区操作系统预加载file找到缓冲区将缓冲区的内容拷贝给read等接口自己的缓冲内所以读写的本质就是拷贝 重定向 那如果关闭1呢看代码 #include stdio.h2 #include sys/types.h3 #include sys/stat.h4 #include fcntl.h5 #include stdlib.h6 int main()7 {8 close(1);9 int fd open(log.txt, O_WRONLY|O_CREAT, 0666);10 11 printf(fd: %d\n, fd); 12 } 把本来应该写入显示器的内容居然写进了文件里 为什么不显示因为把标准输出关了。 为什么又写进了文件里因为打开了这个文件。  此时我们发现本来应该输出到显示器上的内容输出到了文件 myfile 当中其中fd1。这 种现象叫做输出重定向。常见的重定向有: , , 那重定向的本质是什么呢 文件描述符表包含了fd_array[],数组下标就是对应打开的文件系统默认打开标准输入(0),标准输出(1),标准错误(2),而我要打开新的文件log.txt之前把标准输出关了此时文件描述符表下标为1的指向就不在是标准输出后来我open打开了一个文件log.txt根据文件描述符分配规则又因为最小未被使用的下标恰好就是刚才释放的下标为1的文件描述符1的地址就是log.txt的地址把1返回给上层用户printf就是往stdout内打印的它是封装了标准输出fd1上述操作是在操作系统内部实现的而用户层printf只认文件描述符1通过文件描述符1找到对应的文件写入内容。 所以这种在操作系统内部更改内容指向和用户层没关系这种叫重定向是在内核上做的狸猫换太子 使用 dup2 系统调用 #include unistd.h int dup2(int oldfd, int newfd); 输出重定向 从文件输出显示器 #include stdio.h #include sys/types.h #include sys/stat.h #include fcntl.h #include stdlib.h int main() { close(1); int fd open(log.txt, O_WRONLY|O_CREAT, 0666); if(fd0)return 1; dup2(fd,1); printf(fd: %d\n, fd); printf(hello bit\n); printf(hello bit\n); fprintf(stdout,hello stdout\n);}输入重定向  从文件输入进显示器 #include stdio.h #include sys/types.h #include sys/stat.h #include fcntl.h #include stdlib.h int main() { int fd open(log.txt, O_RDONLY); if(fd0)return 1; dup2(fd,0); while(1) {char buffer[64];if(!fgets(buffer,sizeof(buffer),stdin))break;printf(%s,buffer);}}printf是C库当中的IO函数一般往 stdout 中输出但是stdout底层访问文件的时候找的还是fd:1,但此时fd:1下标所表示内容已经变成了myfifile的地址不再是显示器文件的地址所以输出的任何消息都会往文件中写入进而完成输出重定向。那追加和输入重定向如何完成呢 #include stdio.h #include sys/types.h #include sys/stat.h #include fcntl.h #include stdlib.h #includeunistd.h #includestring.h int main(int argc,char argv[]) {if(argc!2)exit(1); int fd open(argv[1], O_RDONLY); if(fd0)return 1; dup2(fd,0); while(1) {char buffer[64];if(!fgets(buffer,sizeof(buffer),stdin))break;printf(%s,buffer);}}