linux应用程序设计（一）——文件、时间编程及进程控制

来源：互联网发布：报纸编辑软件编辑：程序博客网时间：2024/05/22 11:48

本文中的代码是国嵌实验手册上的，并非原创，自己添上注释。

第一部分：文件编程

linux中文件编程可以使用两种方式：linux系统调用和C语言库函数。前者依赖于linux系统，后者和操作系统是独立的，在任何操作系统下，使用C语言库函数操作文件的方法都是相同的。

实验2-1-1 文件编程—文件创建

一、源代码及注释

/*需求：创建一个可读可写的文件*/

#include <stdio.h> /*输入输出头文件*/
#include <stdlib.h> /*实用函数头文件*/
#include <sys/types.h> /*类型头文件*/
#include <sys/stat.h> /*文件状态头文件*/
#include <fcntl.h> /*文件控制头文件*/

void create_file(char *filename)
{
/*判断创建的文件是否成功*/
if(creat(filename,0666)<0)/*若创建成功内核向进程返回文件描述符（非负数）*/
{
printf("create file %s failure!\n",filename);
exit(EXIT_FAILURE);
}
else
printf("create file %s success!\n",filename);
}

/*函数功能：主函数*/
int main(int argc,char *argv[]) /*argc是命令行参数的数目，argv是指向参数的各指针所构成的数组（指针数组）*/
{
/*判断用户是否输入文件名*/
if(argc<2) /*命令行参数只有本程序文件名*/
{
printf("you haven't input filename,please try again!\n");
exit(EXIT_FAILURE);/*正常结束进程函数，终止状态为EXIT_FAILURE=1,在终端echo $?打印终止码*/
}
create_file(argv[1]);
exit(EXIT_SUCCESS);
}

二、详点说明

1、文件创建函数creat的参数说明——“0666”，不难理解6代表的是可读可写，在运行该程序后，创建出的文件的权限是这样的“-rw-r--r--"，即真正可读可写的只有该用户自己。

2、exit()和return()函数的区别：

exit() 结束当前进程/当前程序/，在整个程序中，只要调用 exit ，就结束。
　　 return() 是当前函数返回，当然如果是在主函数main, 自然也就结束当前进程了，如果不是，那就是退回上一层调用。

实验2-2-2 文件编程——文件拷贝

一、源代码

/*使用库函数实现文件copy功能*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc,char *argv[])
{
FILE *from_fd; //定义FILE结构体，存放打开源文件返回值
FILE *to_fd;
long file_len=0;
char buffer[BUFFER_SIZE];

/*判断入参是否为三，即本文件名，源文件名和目的文件名*/
if(argc!=3)
{
printf("Usage:%s fromfile tofile\n",argv[0]);
exit(EXIT_FALURE);
}

/*打开源文件*/
if((from_fd=fopen(argv[1],"rb"))==NULL)
{
printf("Open %s Error!\n",argv[1]);
exit(EXIT_FALURE);
}

/*创建目的文件*/
if((to_fd=fopen(argv[2],"wb"))==NULL)
{
printf("Open %s Error!\n",argv[2]);
exit(EXIT_FALURE);
}

/*测试源文件大小*/
fseek(from_fd,0L,SEEK_END); //将源文件指针指到文件尾
file_len=ftell(from_fd); //取得文件指针位置，返回位置值，即文件大小
fseek(from_fd,0L,SEEK_SET); //将源文件指针指回到文件头
printf("from file size is %d\n",file_len);

/*进行文件拷贝*/
while(!feof(from_fd)) //检查文件指针是否到了文件尾
{
fread(buffer,BUFFER_SIZE,1,from_fd); //从源文件读取BUFFER_SIZE*1，存入buffer中
/*判断能否一次写完*/
if(BUFFER_SIZE>=file_len)
{
fwrite(buffer,BUFFER_SIZE,1,to_fd);
}
else
{
fwrite(buffer,file_len,1,to_fd);
file_len=file_len-BUFFER_SIZE;
}
memset(buffer,0,BUFFER_SIZE); //将buffer中长度BUFFER_SIZE的数据写零
}
fclose(from_fd);
fclose(to_fd);
exit(EXIT_SUCCESS);
}

二、详点说明

1、关于FILE结构体：FILE定义的数据类型是一种结构体类型，FILE结构体与具体的编译器和系统有关。Linux系统下，在/usr/include/stdio.h中定义为typedef struct_IO_FILE FILE，即一种结构体类型。

2、源程序中本来使用bzero()函数将buffer清零，故了解下这两个函数的用法和区别:

bzero原型：void bzero(void *s,int n);

用法：#include <strings.h>

功能：置字符串s的前n个字节为零且包括'\0'。

说明：bzero无返回值，并且使用strings.h头文件，strings.h曾经是POSIX标准的一部分，但是在POSIX.1-2001标准里面，这些函数被标记为了遗留函数而不推荐使用。在POSIX.1-2008标准里已经没有这些函数了。推荐使用memset替代bzero。

第二部分：时间编程

首先了解下三种时间类型：格林威治时间、日历时间（从某一标准时间点到此时经过的秒数）、本地时间。

实验2-1-3 时间编程——获取本地时间

一、源代码

/*获取本地时间，以字符串形式显示*/

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main()
{
time_t lt; //定义time_t结构(实际就是long类型)变量lt，存放日历时间，即秒数
struct tm *ptr; //定义TM结构类型变量，以TM结构存放时间信息

/*获取日历时间*/
lt=time(NULL);

/*转换为本地时间*/
ptr=localtime(&lt);

/*以本地时间的字符串方式打印*/
printf("%s\n",asctime(ptr));

/*以本地时间的字符串方式打印*/
printf("%s\n",ctime(&lt));

return 0;
}

第三部分：进程控制

进程有三种状态：就绪态、执行态、阻塞态。

实验2-2-1 fork创建子进程

一、源代码

/*需求：编写程序创建一子进程，分别在父进程和子进程中打印进程ID*/

#include <unistd.h> /*linux标准头文件*/
#include <sys/types.h> /*类型头文件*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h> /*错误号头文件*/

int main(void)
{
pid_t child;

/*创建子进程*/
if((child=fork())<0)
{
printf("Fork Error:%s\n",strerror(errno)); /*通过参数errno将错误号，转换为输出错误信息*/
exit(1);
}
else
if(child==0) //子进程
{
printf("I am the child:%d\n",getpid());
exit(0);
}

else //父进程
{
printf("I am the father:%d\n",getpid());
return 0;
}
}

实验2-2-2 vfork创建子进程

一、源代码

/*需求：编写程序使用vfork创建一子进程，分别在父进程和子进程中打印进程ID,并观察父子进程的运行顺序*/

#include <unistd.h> /*linux标准头文件*/
#include <sys/types.h> /*类型头文件*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h> /*错误号头文件*/

int main(void)
{
pid_t child;

/*创建子进程*/
if((child=vfork())<0)
{
printf("Fork Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
else
if(child==0) //子进程
{
sleep(1); //子进程睡眠一秒
printf("I am the child:%d\n",getpid());
exit(0);
}

else //父进程
{
printf("I am the father:%d\n",getpid());
return 0;
}
}

二、详点说明

fork与vfork的区别：

1、fork：子进程拷贝父进程的数据段，即子进程创建后与父进程相互独立运行

vfork：子进程共享父进程的数据段。

2、fork：父、子进程的运行顺序不确定

vfork：父进程必须等待子进程运行结束才能运行。

实验2-2-3 exec函数族

一、源代码

/*需求：使用系统调用execl函数创建一个文件*/

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int agrc,char *argv[])
{
/*判断入参有没有传入文件名*/
if(agrc<2)
{
perror("You haven't input the filename,please try again!\n");
exit(1);
}

/*调用execl函数，用可执行程序file_creat替换本进程*/
if(execl("./file_creat","file_creat",argv[1],NULL)<0)
perror("execl error!\n"); /*perror将你输入的信息和errno对应的错误信息一起打印出来*/
}

二、详点说明

perror函数、strerror函数、erron的关系和区别：

1、errno是错误码，在errno.h头文件中；

2、strerror函数，通过参数errno将错误码对应的错误信息返回；

3、perror函数，将你输入的信息和errno对应的错误信息一起返回。

实验2-2-4 进程等待

一、源代码

/*需求：编写程序创建一子进程，父进程需要等待子进程运行完后才能执行*/

#include <unistd.h> /*linux标准头文件*/
#include <sys/types.h> /*类型头文件*/
#include <sys/wait.h> /*等待调用头文件*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h> /*错误号头文件*/

int main(void)
{
pid_t child;

/*创建子进程*/
if((child=fork())<0)
{
printf("Fork Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
else
if(child==0) //子进程
{
printf("the child process is run\n");
sleep(1); //子进程睡眠一秒钟，但并没有去执行父进程
printf("I am the child:%d\n",getpid());
exit(0);
}

else //父进程
{
wait(NULL); //阻塞父进程，直到子进程退出
printf("the father process is run\n");
printf("I am the father:%d\n",getpid());
return 0;
}
}

二、详点说明

wait()参数设置为NULL，将不返回子进程结束状态值。

最后，附上个人觉得比较有用的上网资料

Linux 常用C函数点击打开链接

Linux头文件汇总点击打开链接