【Linux】基础IO 知识点

阳光穿透心脏的1/2处 2021-12-02 01:12 271阅读 0赞

#### C文件 ####

**1. 写入文件**

...
      6     FILE *fp=fopen("myfile","w");
      ...
     11     const char*msg="hello world!\n";
     12     int count=5;
     13     while(count--)
     14     {
     15         fwrite(msg,strlen(msg),1,fp);
     16     }
     17     fclose(fp);

![在这里插入图片描述][20190721173005759.png]  
其中 `fwrite(msg,strlen(msg),1,fp);` 用来写入文件，msg 是写入字符串的首地址，strlen(msg) 是写入的标准长度，1是写入的基本单位，fp是写入文件的文件名。  
**2. 读取文件**

1 #include <stdio.h>
      2 #include <string.h>
      3 #include <error.h>
      4 int main()
      5 {
      6     FILE *fp=fopen("myfile","r");
      7     if(!fp)
      8     {
      9         perror("fopen");
     10     }
     11     char buf[1024];
     12     const char *msg="hello world!\n";
     13     while(1)
     14     {
     15         ssize_t s=fread(buf,1,strlen(msg),fp);
     16         if(s>0)
     17         {
     18             buf[s]=0;
     19             printf("%s",buf);
     20         }
     21         if(feof(fp))
    22         {
     23             break;
     24         }
     25     }
     26     fclose(fp);
     27     return 0;
     28 }

![在这里插入图片描述][20190721173811816.png]  
其中`fread(buf,1,strlen(msg),fp);`函数用来读取fp 中的文件  
但是这个函数的返回值和参数要特别注意，小心有坑。  
![在这里插入图片描述][20190721174109950.png]  
**3. 输出信息到显示器上**  
将C文件信息输出到显示器上有三种方法：  
1）fwrite 将信息直接写在标准输出（显示器）上  
2）printf 输出  
3）fprintf 给文件指定输出位置

以下代码可以验证：

1 #include <stdio.h>
      2 #include <string.h>
      3 
      4 int main()
      5 {
      6     const char* msg="hello fwrite!\n";
      7      fwrite(msg,strlen(msg),1,stdout);
      8
      9     printf("hello printf!\n");
     10     fprintf(stdout,"hello fprintf!\n");
     11     return 0;
     12 }

![在这里插入图片描述][20190721174946832.png]

**4. 文件打开方式**

> r : 只读方式，光标出现在文件开始的位置。  
> r+/w+ : 读写方式 ，光标在文件开始的位置。  
> w : 只写方式，光标在文件开始的位置。  
> a : 追加方式，光标在文件的末尾。  
> a+ : 读并追加，光标在文件末尾的位置。

C文件主要调用`<stdio.h>`头文件中包含的库函数，这些函数本质是对系统调用的封装。操作C文件的函数还有 `fseek,ftell,fewind`等。大家在学习C语言时应该接触过，这里就不细讲了。

#### 系统文件 I/O ####

对于文件，我们也常使用系统接口进行访问

**open**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5XzY2OTk_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
其中pathname 是（打开或创建的）文件名，flags 是文件的打开方式，mode 是文件的打开权限。

> flags（文件打开方式 ）的参数  
> O\_RDONLY ：只读  
> O\_WRONLY：只写  
> O\_RDWR：读写  
> 上述三个常量必须指定一个且只能指定一个  
> O\_CREAT：若文件不存在就创建，需要mode指明文件的权限  
> O\_APPEND：追加写  
> 返回值  
> 成功：新打开文件的文件描述符  
> 失败：-1

**read**

read(0,buf,sizeof(buf));

其中第一个参数是从哪里开始读，第二个参数是读的内容，第三个参数是读的大小。

> 函数返回值： 成功： >0 失败：<0 读到结尾：=0

**write**

write(1,buf,strlen(bf));

#### FILE 及 缓冲区 ####

**FILE 结构体是由C库定义的，且必定是在系统调用基础上封装了fd。**  
首先看下面代码的现象：

#include <stdio.h>
    #include <string.h>
    
    int main()
    {
    	const char* s1="hello printf\n";
    	const char* s2="hello fwrite\n";
    	const char* s3="hello write \n";
    
    	printf("%s",s1);
    	fwrite(s2,strlen(s2),1,stdout);
    	write(1,s3,strlen(s3));
    
    	fork();
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5XzY2OTk_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
通过结果，我们发现即使同样被fork()了一个子进程，但是fwrite在显示器上打印一次却在file中打印两次，而write 无论在哪里都只被打印一次。这是为什么呢？

> 这里其实是因为缓冲区刷新条件的缘故。  
> 一般库函数在写入文件时是全缓冲而写入显示器是行缓冲；系统函数无论在哪都是行缓冲。  
> 所以在显示器上，二者都只能输出一次。  
> 但在文件中：这时因为库函数调用fwrite()时默认全缓冲，因此函数在调用fork()时子进程仍可以拷贝父进程缓冲区中的内容，最后进程退出时统一刷新文件缓冲区，所以文件中出现了两份相同的内容。而系统调用write()时仍默认行缓冲，函数在调用fork()时，父进程缓冲区内内容已被刷新出去，子进程发现没有内容可以拷贝，就只有一份内容。

此时若我们强制刷新库函数的缓冲区会发生什么现象呢？  
下面是我用`fflush(stdout);`刷新printf 缓冲区后的现象  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5XzY2OTk_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

经此验证，我们发现库函数会自带缓冲区，但是系统调用没有带缓冲区。我们又知道库函数调用在系统调用的上层，所以说明缓冲区是通过C库二次加上去的。

> 这里需要注意：  
> 行缓冲：遇到“\\n”就会刷新缓冲区  
> 全缓冲：写满缓冲区时才能被刷新  
> 无缓冲：例如标准输入

[20190721173005759.png]: /images/20211201/bd21093196634a46a8019685a5e8db85.png
[20190721173811816.png]: /images/20211201/171787fc532347128065ef6e0e4241c6.png
[20190721174109950.png]: /images/20211201/c9a818e7bb474b4ba3a87cf89086154d.png
[20190721174946832.png]: /images/20211201/56784300400d4433a44221af2fa5d8c7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5XzY2OTk_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211201/15a687eed3a24080ba2a658326a20d8b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5XzY2OTk_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211201/05a3cb8ddb034ff5b6493eb1921e796d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5XzY2OTk_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20211201/de5840a5260e406ab25aee1e2503e6f4.png