Linux基础IO

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一、C语言中的文件操作接口

1.foprn：打开文件

2.fwrite：向文件写入数据

3.fseek：跳转文件的读写位置

4.fclose：关闭文件，释放资源

5.测试文件操作

二、系统调用IO接口

1.open：打开文件

2.write：向文件写入数据

3.read：向文件读取数据

4.lseek：跳转文件的读写位置

5.close：关闭文件，释放资源

三、文件描述符★

1.文件描述符的本质

2.文件流指针FILE *fp与文件描述符int fd的关系

四、重定向★

1.标准输出重定向

2. dup2接口

五、动态库与静态库

1.简介

2.动态库与静态库的生成

3.动态库与静态库的使用

3.1生成可执行程序时链接使用

3.2运行可执行程序时加载使用

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一、C语言中的文件操作接口

1.foprn：打开文件

FILE *open(const char *path , const char *mode);

const char *path：带有路径的要打开的文件名

const char *mode：文件的打开方式

    r：只读；文件必须存在，否则打开失败

    r+：可读可写；文件必须存在，否则打开失败

    w：只写；文件不存在则会创建文件并打开，文件存在则会清空文件原有内容并打开

    w+：可读可写；文件不存在则会创建文件并打开，文件存在则会清空文件原有内容并打开

    a：追加只写；文件不存在则会创建文件并打开，文件存在则打开；并且写入数据总是会写入文件末尾

    a+：可读追加写；文件不存在则会创建文件并打开，文件存在则打开；并且写入数据总是会写入文件末尾

    b：以二进制方式打开文件，否则默认以文本形式打开文件

返回值：

成功，返回FILE*文件流指针（文件在代码中的操作句柄）；失败，返回NULL

2.fwrite：向文件写入数据

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

const void *ptr：要向文件写入的数据的首地址

size_t size：块大小

size_t nmemb：块个数

FILE *stream：fopen返回的文件流指针，表示要将数据写入到哪个文件

返回值：

返回实际写入文件的完整块个数（注意不是字节长度）；出错返回0。

3.fseek：跳转文件的读写位置

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

FILE *stream：要操作的文件流指针

long offset：偏移量；正值，向后偏移；负值，向前偏移

int whence：标识开始偏移位置

    SEEK_SET：起始位置

    SEEK_CUR：当前读写位置

    SEEK_END：末尾位置

返回值：

成功，返回0；失败，返回-1。

4.fclose：关闭文件，释放资源

int fclose(FILE *fp);

返回值：

成功，返回0；失败，返回-1。

5.测试文件操作

int ferror(FILE *stream);

测试文件的上一次操作是否出错，出错返回真。

int feof(FILE *stream);

测试文件读写是否到达文件末尾，到达返回真。

二、系统调用IO接口

系统调用IO接口默认都是二进制操作。

1.open：打开文件

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

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

const char* pathname：要打开的文件的路径名

int flags：文件的打开方式

(

O_RDONLY：只读    O_WRONLY：只写    O_RDWR：可读可写

以上三种必须包含其一。

O_CREAT：文件不存在则创建文件；

O_APPEND：写入数据时以追加方式写入；

O_TRUNC：打开文件时，清空文件内容。

例：w方式可表示为：O_WRONIL | O_CREAT | O_TRUNC

)

mode_t mode：文件不存在时创建文件所使用的参数（文件的权限）；若不需要创建文件，则这个参数可以不要

返回值：

    成功，返回一个非负整数（文件描述符|文件的操作句柄）；

    失败，返回-1。

2.write：向文件写入数据

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

int fd：open打开文件返回的文件描述符，标识要操作的文件

const void *buf：要写入的数据的首地址

size_t count：要写入文件的数据的字节长度

返回值：

    成功，返回实际写入文件的数据长度；

    失败返回-1。

3.read：向文件读取数据

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

int fd：open打开文件返回的文件描述符，标识要操作的文件

void *buf：一块空间首地址，用于存放读取到的数据

size_t count：要读取的数据长度，单位为字节

返回值：

    成功，返回实际读取到的数据长度；

    出错，返回-1。

4.lseek：跳转文件的读写位置

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

int fd：文件的操作句柄

off_t offset：偏移量

int whence：开始偏移位置

    SEEK_SET：起始位置

    SEEK_CUR：当前读写位置

    SEEK_END：末尾位置

返回值：

    成功，返回当前跳转后的位置相对于起始位置的偏移量（通常跳转到文件末尾位置，就可获取文件长度）

    出错，返回-1。

5.close：关闭文件，释放资源

int close(int fd);

返回值：

成功，返回0；失败，返回-1。

三、文件描述符★

1.文件描述符的本质

文件描述符：当open打开一个文件时，返回的一个非负整数，它是一个文件的操作句柄。

那么文件描述符作为一个数字，是如何作为文件的操作句柄来标识文件的？

文件其实就是一块磁盘空间，给文件写入数据，实际上就是将数据写入到磁盘的指定位置。

因此当我们要操作一个文件时，必须要明确操作的是那块磁盘的哪个位置的数据。

★文件描述符的本质其实就是内核中，文件描述信息指针数组的下标。

通过文件描述符操作文件，实际上就是在内核中找到进行的files_struct结构体，根据下标在fd_arr描述信息指针数组中找到对应文件的描述信息地址，进行访问文件的描述信息，从而实现标识我们所要操作的文件。

2.文件流指针FILE *fp与文件描述符int fd的关系

文件流指针：

struct FILE*  是库函数的操作句柄

文件描述符：

int  fd  是系统调用接口的操作句柄

库函数与系统调用接口的关系：

库函数封装了系统调用接口

所以文件流指针结构体FILE中，其实包含了文件描述符成员。

四、重定向★

1.标准输出重定向

将原本要写入标准输出的数据，不再写入标准输出，而是写入指定文件中。

例：

相关知识：

一个程序运行，会默认打开三个文件：

标准输入0、标准输出1、标准错误2

关闭标准输入文件，打开的新文件会优先占据下标较小的空位置，也就是temp.txt对应的文件描述符会是1，那么此时本来要写入标准输出的数据会被写到temp.txt中。

运行程序后，内容没有打印。

而是写入到了temp.txt文件中。

2. dup2接口

int dup2(int oldfd, int newfd);

让newfd拷贝oldfd位置的文件描述信息指针，作用相当于让oldfd和newfd都操作oldfd所对应的文件。

例：

 效果相同，且不需要关闭旧的文件，更加灵活安全。

五、动态库与静态库

1.简介

动态库与静态库：都是针对典型功能已经封装好的接口的打包文件

程序编译四个阶段：预处理、编译、汇编、链接

链接方式：

1）动态链接：

链接动态库，把库中函数的位置信息记录到可执行程序中。

2）静态链接：

链接静态库，将库中用到的代码写入到可执行程序中。

2.动态库与静态库的生成

1）将各自的.c代码生成二进制指令

gcc -fPIC -c file.c -o file.o

2）打包生成库文件

动态库：

gcc -shared file.o -o libfile.so

静态库：

ar -cr libfile.a filr.o

3.动态库与静态库的使用

3.1生成可执行程序时链接使用

gcc -l 选项--指定链接库名称

gcc file.c -o file -lmylibfile

链接方法：

        1.将库文件放到指定目录下：/usr/lib64/

        2.设置环境变量，将库文件所在路径添加到环境变量中：LIBRARY_PATH=${LIBRARY_PATH}:./

        3.使用gcc -L选项指定库文件默认链接路径（主要针对静态库使用）：gcc file.c -o file -L/ -lmylibfile

3.2运行可执行程序时加载使用

链接方法：

        1.将库文件放到指定目录下：/usr/lib64/

        2.设置环境变量：LD_LIBRARY=${LD-LIBRARY_PATH}:./