Linux文件输入输出操作

1. 文件IO概念

在Linux中，文件IO指的是对文件进行读写操作。它遵循POSIX标准，通过系统调用直接与内核交互。这种方式的优点是可以直接读写实际文件，但频繁的系统调用会增加系统开销。

2. 文件描述符

文件描述符是一个非负整数，用于标识一个打开的文件。标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误（stderr）分别对应文件描述符0、1和2。每个进程最多可以有1024个文件描述符。

#include 
int main() {
    FILE *fp;
    fp = stdin;
    printf("stdin: %d\n", fileno(fp));
    fp = stdout;
    printf("stdout: %d\n", fileno(fp));
    fp = stderr;
    printf("stderr: %d\n", fileno(fp));
    return 0;
}

3. 打开文件

open()函数用于打开或创建文件。其原型如下：

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

参数说明：

• pathname: 文件路径


• flags: 文件打开模式，如O_RDONLY（只读）、O_WRONLY（只写）、O_RDWR（读写）等


• mode: 文件权限掩码，默认为0666，实际权限为mode & ~umask

#include 
#include 
#include 

int main() {
    int fd;
    fd = open("log.txt", O_RDONLY);
    if (fd <0) {
        perror("Fail to open");
        return -1;
    }
    close(fd);
    return 0;
}

4. 读写文件

read()和write()函数用于读取和写入文件内容。它们的原型如下：

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

参数说明：

• fd: 文件描述符


• buf: 缓冲区地址


• count: 读取或写入的字节数

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, const char *argv[]) {
    char buf[1024] = {0};
    int n = 0;
    while (1) {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        n = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
        if (strncmp(buf, "quit", 4) == 0) {
            break;
        }
        write(STDOUT_FILENO, buf, n);
    }
    return 0;
}

5. 文件偏移控制

lseek()函数用于设置文件指针的位置。其原型如下：

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

参数说明：

• fd: 文件描述符


• offset: 相对偏移量


• whence: 偏移起点，如SEEK_SET（从文件开头）、SEEK_CUR（从当前位置）、SEEK_END（从文件结尾）

6. 目录操作

opendir()、readdir()和closedir()函数用于操作目录。其原型如下：

#include 
DIR *opendir(const char *name);
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
int closedir(DIR *dirp);

示例：遍历目录中的文件

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, const char *argv[]) {
    DIR *dirp = NULL;
    struct dirent *entry = NULL;
    dirp = opendir(".");
    if (dirp == NULL) {
        perror("Fail to opendir");
        return -1;
    }
    errno = 0;
    while (1) {
        entry = readdir(dirp);
        if (entry == NULL) {
            if (errno != 0) {
                perror("Fail to readdir");
                return -1;
            } else {
                printf("EOF\n");
                break;
            }
        }
        if (entry->d_type == DT_REG) {
            printf("d_name: %s\n", entry->d_name);
        }
    }
    closedir(dirp);
    return 0;
}