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  • Linux下C语言编程--文件的操作


    前言: 
        我们在这一节将要讨论linux下文件操作的各个函数. 
    1.文件的创建和读写 
    2.文件的各个属性 
    3.目录文件的操作 
    4.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 
    #include 
    #include 
    #include 

    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 

    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 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 

    #define BUFFER_SIZE 1024

    int 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_WRONLYO_CREAT,S_IRUSRS_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 

    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 
    #include 

    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 

    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 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 

    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 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 

    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- 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

    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 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #define  BUFFER 255

    int 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 

    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 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 

    #define  BUFFER_SIZE 1024

    int 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_WRONLYO_CREATO_TRUNC,S_IRUSRS_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.
    想不想自己写几个试一试呢?

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    [wangjy17908]
    添加时间:2008-01-04
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