linux操作系统下c语言编程入门--文件操作
前言:我们在这一节将要讨论linux下文件操作的各个函数.文件的创建和读写文件的各个属性目录文件的操作管道文件--------------------------------------------------------------------------------1。文件的创建和读写我假设你已经知道了标准级的文件操作的各个函数(fopen,fread,fwrite等等).当然如果你不清楚的话也不要着急.我们讨论的系统级的文件操作实际上是为标准级文件操作服务的.当我们需要打开一个文件进行读写操作的时候,我们可以使用系统调用函数open.使用完成以后我们调用另外一个close函数进行关闭操作.#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int open(const char *pathname,int flags);int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);int close(int fd);open函数有两个形式.其中pathname是我们要打开的文件名(包含路径名称,缺省是认为在当前路径下面).flags可以去下面的一个值或者是几个值的组合.O_RDONLY:以只读的方式打开文件.O_WRONLY:以只写的方式打开文件.O_RDWR:以读写的方式打开文件.O_APPEND:以追加的方式打开文件.O_CREAT:创建一个文件.O_EXEC:如果使用了O_CREAT而且文件已经存在,就会发生一个错误.O_NOBLOCK:以非阻塞的方式打开一个文件.O_TRUNC:如果文件已经存在,则删除文件的内容.前面三个标志只能使用任意的一个.如果使用了O_CREATE标志,那么我们要使用open的第二种形式.还要指定mode标志,用来表示文件的访问权限.mode可以是以下情况的组合.-----------------------------------------------------------------S_IRUSR 用户可以读 S_IWUSR 用户可以写S_IXUSR 用户可以执行 S_IRWXU 用户可以读写执行-----------------------------------------------------------------S_IRGRP 组可以读 S_IWGRP 组可以写S_IXGRP 组可以执行 S_IRWXG 组可以读写执行-----------------------------------------------------------------S_IROTH 其他人可以读 S_IWOTH 其他人可以写S_IXOTH 其他人可以执行 S_IRWXO 其他人可以读写执行-----------------------------------------------------------------S_ISUID 设置用户执行ID S_ISGID 设置组的执行ID-----------------------------------------------------------------我们也可以用数字来代表各个位的标志.Linux总共用5个数字来表示文件的各种权限.00000.第一位表示设置用户ID.第二位表示设置组ID,第三位表示用户自己的权限位,第四位表示组的权限,最后一位表示其他人的权限.每个数字可以取1(执行权限),2(写权限),4(读权限),0(什么也没有)或者是这几个值的和.. 比如我们要创建一个用户读写执行,组没有权限,其他人读执行的文件.设置用户ID位那么我们可以使用的模式是--1(设置用户ID)0(组没有设置)7(1+2+4)0(没有权限,使用缺省)5(1+4)即10705:open("temp",O_CREAT,10705);如果我们打开文件成功,open会返回一个文件描述符.我们以后对文件的所有操作就可以对这个文件描述符进行操作了.当我们操作完成以后,我们要关闭文件了,只要调用close就可以了,其中fd是我们要关闭的文件描述符.文件打开了以后,我们就要对文件进行读写了.我们可以调用函数read和write进行文件的读写.#include <unistd.h>ssize_t read(int fd, void *buffer,size_t count);ssize_t write(int fd, const void *buffer,size_t count);fd是我们要进行读写操作的文件描述符,buffer是我们要写入文件内容或读出文件内容的内存地址.count是我们要读写的字节数.对于普通的文件read从指定的文件(fd)中读取count字节到buffer缓冲区中(记住我们必须提供一个足够大的缓冲区),同时返回count.如果read读到了文件的结尾或者被一个信号所中断,返回值会小于count.如果是由信号中断引起返回,而且没有返回数据,read会返回-1,且设置errno为EINTR.当程序读到了文件结尾的时候,read会返回0.write从buffer中写count字节到文件fd中,成功时返回实际所写的字节数.下面我们学习一个实例,这个实例用来拷贝文件.#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <errno.h>#include <string.h>#define BUFFER_SIZE 1024int main(int argc,char **argv){int from_fd,to_fd;int bytes_read,bytes_write;char buffer[BUFFER_SIZE];char *ptr;if(argc!=3){fprintf(stderr,"Usage:%s fromfile tofile/n/a",argv[0]);exit(1);}/* 打开源文件 */if((from_fd=open(argv[1],O_RDONLY))==-1){fprintf(stderr,"Open %s Error:%s/n",argv[1],strerror(errno));exit(1);}/* 创建目的文件 */if((to_fd=open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))==-1){fprintf(stderr,"Open %s Error:%s/n",argv[2],strerror(errno));exit(1);}/* 以下代码是一个经典的拷贝文件的代码 */while(bytes_read=read(from_fd,buffer,BUFFER_SIZE)){/* 一个致命的错误发生了 */if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR)) break;else if(bytes_read>0){ptr=buffer;while(bytes_write=write(to_fd,ptr,bytes_read)){/* 一个致命错误发生了 */if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))break;/* 写完了所有读的字节 */else if(bytes_write==bytes_read) break;/* 只写了一部分,继续写 */else if(bytes_write>0){ptr+=bytes_write;bytes_read-=bytes_write;}}/* 写的时候发生的致命错误 */if(bytes_write==-1)break;}}close(from_fd);close(to_fd);exit(0);}2。文件的各个属性文件具有各种各样的属性,除了我们上面所知道的文件权限以外,文件还有创建时间,大小等等属性.有时侯我们要判断文件是否可以进行某种操作(读,写等等).这个时候我们可以使用access函数.#include <unistd.h>int access(const char *pathname,int mode);pathname:是文件名称,mode是我们要判断的属性.可以取以下值或者是他们的组合.R_OK文件可以读,W_OK文件可以写,X_OK文件可以执行,F_OK文件存在.当我们测试成功时,函数返回0,否则如果有一个条件不符时,返回-1.如果我们要获得文件的其他属性,我们可以使用函数stat或者fstat.#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>int stat(const char *file_name,struct stat *buf);int fstat(int filedes,struct stat *buf);struct stat {dev_t st_dev; /* 设备 */ino_t st_ino; /* 节点 */ mode_t st_mode; /* 模式 */nlink_t st_nlink; /* 硬连接 */uid_t st_uid; /* 用户ID */gid_t st_gid; /* 组ID */dev_t st_rdev; /* 设备类型 */off_t st_off; /* 文件字节数 */unsigned long st_blksize; /* 块大小 */unsigned long st_blocks; /* 块数 */time_t st_atime; /* 最后一次访问时间 */time_t st_mtime; /* 最后一次修改时间 */time_t st_ctime; /* 最后一次改变时间(指属性) */};stat用来判断没有打开的文件,而fstat用来判断打开的文件.我们使用最多的属性是st_mode.通过着属性我们可以判断给定的文件是一个普通文件还是一个目录,连接等等.可以使用下面几个宏来判断.S_ISLNK(st_mode):是否是一个连接.S_ISREG是否是一个常规文件.S_ISDIR是否是一个目录S_ISCHR是否是一个字符设备.S_ISBLK是否是一个块设备S_ISFIFO是否 是一个FIFO文件.S_ISSOCK是否是一个SOCKET文件. 我们会在下面说明如何使用这几个宏的.3。目录文件的操作在我们编写程序的时候，有时候会要得到我们当前的工作路径。C库函数提供了getcwd来解决这个问题。#include <unistd.h>char *getcwd(char *buffer,size_t size);我们提供一个size大小的buffer,getcwd会把我们当前的路径考到buffer中.如果buffer太小,函数会返回-1和一个错误号.Linux提供了大量的目录操作函数,我们学习几个比较简单和常用的函数.#include <dirent.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int mkdir(const char *path,mode_t mode);DIR *opendir(const char *path);struct dirent *readdir(DIR *dir);void rewinddir(DIR *dir);off_t telldir(DIR *dir);void seekdir(DIR *dir,off_t off);int closedir(DIR *dir);struct dirent {long d_ino;off_t d_off;unsigned short d_reclen;char d_name[NAME_MAX+1]; /* 文件名称 */mkdir很容易就是我们创建一个目录,opendir打开一个目录为以后读做准备.readdir读一个打开的目录.rewinddir是用来重读目录的和我们学的rewind函数一样.closedir是关闭一个目录.telldir和seekdir类似与ftee和fseek函数.下面我们开发一个小程序,这个程序有一个参数.如果这个参数是一个文件名,我们输出这个文件的大小和最后修改的时间,如果是一个目录我们输出这个目录下所有文件的大小和修改时间.#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <dirent.h>#include <time.h>static int get_file_size_time(const char *filename){struct stat statbuf;if(stat(filename,&statbuf)==-1){printf("Get stat on %s Error:%s/n",filename,strerror(errno));return(-1);}if(S_ISDIR(statbuf.st_mode))return(1);if(S_ISREG(statbuf.st_mode))printf("%s size:%ld bytes/tmodified at %s",filename,statbuf.st_size,ctime(&statbuf.st_mtime)); return(0);}int main(int argc,char **argv){DIR *dirp;struct dirent *direntp;int stats;if(argc!=2){printf("Usage:%s filename/n/a",argv[0]);exit(1);}if(((stats=get_file_size_time(argv[1]))==0)||(stats==-1))exit(1);if((dirp=opendir(argv[1]))==NULL){printf("Open Directory %s Error:%s/n",argv[1],strerror(errno));exit(1);}while((direntp=readdir(dirp))!=NULL)if(get_file_size_time(direntp-<d_name)==-1)break;closedir(dirp);exit(1);}4。管道文件Linux提供了许多的过滤和重定向程序,比如more cat等等.还提供了< > | <<等等重定向操作符.在这些过滤和重 定向程序当中,都用到了管道这种特殊的文件.系统调用pipe可以创建一个管道.#include<unistd.h>int pipe(int fildes[2]);pipe调用可以创建一个管道(通信缓冲区).当调用成功时,我们可以访问文件描述符fildes[0],fildes[1].其中fildes[0]是用来读的文件描述符,而fildes[1]是用来写的文件描述符.在实际使用中我们是通过创建一个子进程,然后一个进程写,一个进程读来使用的.关于进程通信的详细情况请查看进程通信#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <errno.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>#define BUFFER 255int main(int argc,char **argv){char buffer[BUFFER+1];int fd[2];if(argc!=2){fprintf(stderr,"Usage:%s string/n/a",argv[0]);exit(1);}if(pipe(fd)!=0){fprintf(stderr,"Pipe Error:%s/n/a",strerror(errno));exit(1);}if(fork()==0){close(fd[0]);printf("Child[%d] Write to pipe/n/a",getpid());snprintf(buffer,BUFFER,"%s",argv[1]);write(fd[1],buffer,strlen(buffer));printf("Child[%d] Quit/n/a",getpid());exit(0);}else{close(fd[1]);printf("Parent[%d] Read from pipe/n/a",getpid());memset(buffer,'/0',BUFFER+1);read(fd[0],buffer,BUFFER);printf("Parent[%d] Read:%s/n",getpid(),buffer);exit(1);}}为了实现重定向操作,我们需要调用另外一个函数dup2.#include <unistd.h>int dup2(int oldfd,int newfd);dup2将用oldfd文件描述符来代替newfd文件描述符,同时关闭newfd文件描述符.也就是说,所有向newfd操作都转到oldfd上面.下面我们学习一个例子,这个例子将标准输出重定向到一个文件.#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <fcntl.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#define BUFFER_SIZE 1024int main(int argc,char **argv){int fd;char buffer[BUFFER_SIZE];if(argc!=2){fprintf(stderr,"Usage:%s outfilename/n/a",argv[0]);exit(1);}if((fd=open(argv[1],O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,S_IRUSR|S_IWUSR))==-1){fprintf(stderr,"Open %s Error:%s/n/a",argv[1],strerror(errno));exit(1);}if(dup2(fd,STDOUT_FILENO)==-1){fprintf(stderr,"Redirect Standard Out Error:%s/n/a",strerror(errno));exit(1);}fprintf(stderr,"Now,please input string");fprintf(stderr,"(To quit use CTRL+D)/n");while(1){fgets(buffer,BUFFER_SIZE,stdin);if(feof(stdin))break;write(STDOUT_FILENO,buffer,strlen(buffer));}exit(0);}好了,文件一章我们就暂时先讨论到这里,学习好了文件的操作我们其实已经可以写出一些比较有用的程序了.我们可以编写一个实现例如dir,mkdir,cp,mv等等常用的文件操作命令了.
