文件I/O操作（一）

文件I/O操作

终端输入“ls -l”查看当前目录下所有文件的信息：

drwxr-xr-x. 2 anxier anxier 4096 1月 15 00:29 desktop

drwxr-xr-x. 4 anxier anxier 4096 1月 3 13:31 document

drwxrwxr-x. 6 anxier anxier 4096 1月 11 00:00 workspace

第一栏的信息包含10字符。第1个字符，表示文件的类型；第2～4位，代表文件所有者（User）的权限，分别为读、写、执行；第5～7位，代表文件所有者的同组用户（Group）的权限，分别是读、写、执行；第8～10位，代表其他用户（Other）的权限，分别为读、写、执行。

位

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

r

w

x

r

w

x

r

w

x

第1位为Linux文件类型符号：

符号

文件类型

符号

文件类型

-

普通文件

d

目录文件

l

链接文件

b

块设备文件

c

字符设备文件

p

管道文件

s

套接口文件

1、普通文件

分为文本文件和二进制文件。是计算机用户和操作系统用于存放数据、程序等信息的文件。

2、目录文件

是文件系统中一个目录所包含的目录项组成的文件，只允许系统进行修改，用户进程可以读取目录文件，但不能进行修改。

3、设备文件

用于操作系统与I/O设备提供连接的一种文件，分为字符设备文件和块设备文件。

4、链接文件

又称为符号链接文件，它提供了共享文件的一种方法，在链接文件中不是通过文件名实现文件共享，而是通过链接文件所包含的指向文件的指针来实现对文件的访问。链接文件可以在不同文件系统之间建立一种链接关系。

5、管道文件

主要用于在进程间传递数据，是Linux进程间的一种通信机制。

6、套接口文件

主要用于在不同计算机的进程间的通信，也称为套接字。

分为3种：流式套接口、数据报套接口和原始套接口。流式套接口就是TCP套接口（面向连接的套接口），数据报套接口就是UDP套接口（无连接的套接口），原始套接口用“SOCK_RAW”表示。

文件重定向

1、重定向标准输出

command > filename #把标准输出重定向到filename文件中

command >> filename #把标准输出重定向到filename文件中，方式是追加在现有内容的后面

command 1> filename #把标准输出重定向到一个文件中

> myfile #创建一个长度为0的空文件

2、重定向标准输入

command < filename #以filename文件的内容作为command命令的标准输入

command < file1 > file2 #以file1文件的内容作为command命令的标准输入，并以file2文件作为命 #令执行结果的标准输出

command << delimiter #从标准输入中读入，直至遇到delimiter分界符

3、重定向标准出错

command 2> filename #把标准出错信息重定向到filename文件中

command 2>> filename #把标准出错信息重定向到一个文件中（追加）

command 1> file1 2> file2 #将标准输出重定向到file1中，然后再把标准出错重定向到file2

command > filename 2> &1 #把标准输出和标准出错一起重定向到filename文件中

command >> filename 2> &1 #把标准输出和标准出错一起重定向到filename文件中（追加）

command > filename 2> &1 << delimiter #把标准输出和标准出错一起重定向到filename文件中，直 #至遇到delimiter分界符

文件的创建、打开和关闭

1、open函数

#include

#include

#include

int open(const char *pathname,int flags); //打开一个现有的文件

int open(const char *pathname,int flags,mode t_mode); //打开文件不存在，则先创建

参数flags用于描述文件打开方式的，常数定义在头文件中。

flags的取值及其含义：

flags的值

含义

O_RDONLY

以只读方式打开文件

O_WRONLY

以只写方式打开文件

O_RDWR

以读写方式打开文件

O_CREAT

若所打开文件不存在则创建此文件。使用此选择项时，需同时使用第三个参数mode说明该新文件的存取许可权位

O_EXCL

如果同时指定了O_CREAT，而文件已经存在，则导致调用出错

O_TRUNC

如果文件存在，而且为只读或只写方式打开，则将其长度截断为0

O_NOCTTY

如果pathname指的是终端设备(tty)，则不将此设备分配作为此进程的控制终端

O_APPEND

每次写时都加到文件的尾端

O_NONBLOCK

如果pathname指的是一个FIFO、一个块特殊文件或一个字符特殊文件，则此选择项为此文件的本次打开操作和后续的I/O操作设置为非阻塞方式

O_NONELAY

O_NONBLOCK

O_SYNC

只在数据被写入外存或者其他设备之后操作才返回

参数mode的取值及其含义：

mode取值

对应八进制数

含义

S_ISUID

04000

设置用户识别号

S_ISGID

02000

设置组识别号

S_SVTX

01000

粘帖位

S_IRUSR

00400

文件所有者的读权限位

S_IWUSR

00200

文件所有者的写权限位

S_IXUSR

00100

文件所有者的执行权限位

S_IRGRP

00040

所有者同组用户的读权限位

S_IWGRP

00020

所有者同组用户的写权限位

S_IXGRP

00010

所有者同组用户的执行权限位

S_IROTH

00004

其他用户的读权限位

S_IWOTH

00002

其他用户的写权限位

S_IXOTH

00001

其他用户的读执行权限位

头文件中定义了3个常用的逻辑组合：

• S_IRWXU=S_IRUSR | S_IWUSR | S_IXUSR 文件所有的读写执行权限

• S_IRWXG=S_IRGRP | S_IWGRP | S_IXGRP文件所有者同组用户的读写执行权限

• S_IRWXO=S_IROTH | S_IWOTH | S_IXOTH其他用户组的读写执行权限

2、creat函数

#include

#include

#include

int creat(const char *pathname,mode_t mode);

返回：若成功，返回以只写方式打开的文件描述符，若出错为-1；

creat函数等效于：

open(pathname,O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, mode);

3、close函数

#include

int close(int fd);

返回：若成功返回0，若出错返回-1。参数fd是需关闭文件的文件描述符。

当一个进程终止时，它所有的打开文件都由内核自动关闭。

文件的定位

#include

#include

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

返回：若成功，返回新的文件位移量，若出错为-1。

whence

含义

SEEK_SET

将该文件的位移量设置为距文件开始处offset个字符

SEEK_CUR

将该文件的位移量设置为当前值加offset个字符，offset可为正或负

SEEK_END

将该文件的位移量设置为文件长度加offset个字符，offset可为正或负

确定一个打开文件的当前位移量：

off_t currpos; //定义变量currpos的数据类型为off_t

currpos=lseek(fd,0,SEEK_CUR); //offset值为0

文件的读写

1、read函数

#include

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

返回：读到的字节数，若已到文件尾部返回0，若出错为-1。其中参数fd表示要进行读操作的文件的描述符，buf是一个指向缓冲区的指针，该缓冲区存放将要读取到终端的数据，count表示本次操作将要读取的数据的字节数。

2、write函数

#include

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

返回：若成功为已写的字节数，若出错为-1。其中fd表示进行写操作的文件的描述符，buf是一个指向缓冲区的指针，该缓冲区将要写入文件的数据，count表示本次操作将要写入文件的数据的字节数。

函数返回值通常与参数count的值相同，否则表示出错。

文件的属性操作

1、改变文件访问权限

#include》

#include

int chmod(const char *pathname,mode_t mode);

int fchmod(int fd,mode_t mode);

返回：若成功则为0，若出错则为-1。

2、改变文件的所有者

#include

#include

int chown(const char *pathname,uid_t owner,gid_t group);

int fchown(int fd,uid_t owner,gid_t group);

in lchown(const char *pathname,uid_t owner,gid_t group);

返回：若成功为0，否则出错为-1。

• chown：修改指定文件的所有者。

• fchown：修改已打开文件的所有者。

• lchown：针对符号链接文件。

3、重命名

#include

int rename(const char *oldname,const char *newname);

返回：若成功为0，若出错则为-1。rename调用是否成功，将与oldname指向普通文件还是目录文件：

oldname指向

newname所示文件不存在

newname所示文件村存在

newname指向普通文件

newname指向目录文件

普通文件

文件成功被重命名

newname别删除，原名为oldname的文件被重命名为newname

错误

目录文件

文件成功被重命名

错误

若该目录文件为空目录则被删除，oldname被重命名；否则出错。

【newnme不能包含有oldname的路径前缀，也就时说，不能将一个目录文件重命名为它的子文件。】

4、修改文件长度

#include

#include

int truncate(const char *pathname,off_t len);

int ftruncate(int fd,off_t len);

返回：若成功则为0，若出错则为-1。

文件的其他操作

1、stat函数返回文件的信息

#include

#include

int stat(cosnt char *pathname,struct stat *sbuf);

int fstat(int fd,struct stat *sbuf);

int lstat(const char *pathname,struct stat *sbuf);

返回：若成功则为0，出错为-1。

当文件为符号链接时，lstat返回符号链接的信息，而不是有该符号链接引用的文件的信息。

UNIX/LINUX常见基本系统数据类型

类型

说明

caddr_t

内存地址

clock_t

时钟滴答计数器（进程时间）

comp_t

压缩的时钟滴答

dev_t

设备号（主和次）

fd_set

文件描述符）

fpos_t

文件位置

gid_t

数值组ID

ino_t

i节点编号

mode_t

文件类型，文件创建方式

nlink_t

目录项的连接计数

off_t

文件长度和位移量（带符号的）

pid_t

进程ID和进程组ID（带符号的）

ptrdiff_t

两个指针相减的结果（带符号的）

rlim_t

资源限制

sig_atomic_t

能原子地存取的数据类型

sigset_t

信号集

size_t

对象（例如字符串）长度（不带符号的）

ssize_t

返回字节计数的函数（带符号的）（如read，write）

time_t

日历时间的秒计数器

uid_t

数值用户ID

wchar_t

能表示所有不同的字符码

2、dup和dup2函数复制一个现存的文件描述符

#include

int dup(int fd);

int dup2(int fd,int fd2);

返回：若成功为新的文件描述符，出错为-1。

3、fcntl函数改变已经打开文件的性质

#include

#include

#include

int fcntl(int fd,int cmd);

int fcntl(int fd,int cmd,long arg);

返回：若成功则依赖于cmd，出错为-1。

参数cmd表示此调用所要执行的操作。参数arg是可选的。

cmd取值及相应操作

cmd取值

相应操作

F_DUPFD

复制一个现存的文件描述符

F_GETFD

获得文件描述符标记

F_SETFD

设置文件描述符标记

F_GETFL

获得文件状态标记

F_SETFL

设置文件状态标记

F_GETOWN

获得异步I/O权

F_SETOWN

设置异步I/O权

F_GETLK

获得记录锁

F_SETLK

设置记录锁

F_SETLKW

设置记录锁，必要时等待

4、sync函数和fsync函数

#include

void sync(void);

int fsync(int fd);

返回：若成功为0，出错为-1。

特殊文件的操作

1），mkdir创建目录

#include

#include

int mkdir(const char *pathname,mode_t mode);

返回：成功为0，出错为-1。

2），rmdir函数删除空目录

#include

int rmdir(const char *pathname);

返回：成功为0，出错为-1。

3），opendir函数打开目录

#include

#include

DIR *opendir(const char *pathname);

返回：成功为指针，出错为NULL。

4），closedir函数关闭目录

#include

#include

int closedir(DIR *dp);

返回：成功为0，出错为-1。dp是DIR类型的指针，指向要关闭的目录文件。

5），readdir函数读取目录文件

#include

#include

struct dirent *readdir(DIR *dp);

返回：成功为指针，出错或在目录尾为NULL。

6），chdir、fchdir和getcwd函数

进程用chdir和fchdir函数可以更改当前工作的目录。

#include

int chdir(const char *pathname);

int fchdir(int fd);

返回：成功为0，出错为-1。

函数getcwd得到当前工作目录的绝对路径名。

#include

char *getcwd(char *buf,size_t size);

返回：成功返回buf，出错为NULL。

链接文件的操作

1、硬链接

1）创建链接

#include

int link(const char *pathname1,const char *pathname2);

返回：成功为0，出错为-1。创建一个新目录项pathname2，它引用pathname1。

2）删除链接

#include

int unlink(const char *pathname);

返回：成功为0，出错为-1。必须对包含该目录项的目录具有写和执行许可权：

• 拥有该文件

• 拥有该目录

• 具有超级用户优先级

用remove函数解除对一个文件或目录的连接：

#include

int remove(const char *pathname);

返回：成功为0，出错为-1。

2、符号链接

symlink函数用于创建一个符号链接：

#include

int symlink(const char *actualpath,const char *sympath);

返回：成功为0，出错为-1。

readlink函数用于打开一个链接并获取该链接的名字：

#Include<<font color="#000000">unistd.h>

int readlink(const char *pathname,char *buf,int bufsize);

返回：若成功则返回读取的字节数，出错为-1。

管道文件的操作

pipe函数创建管道

#includeio.h>

int pipe(int filedes[2]);

返回：成功为0，出错为-1。filedes返回两个文件描述符，分别是管道的两端。