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linux系统编程：缓冲区，文件io(19)

news 来源：原创 2024/9/20 14:56:36

标准IO之文件定位：

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

rewind() 等效于：fseek(stream,0L,SEEK_SET);

long ftell(FILE *stream);

缓冲区

行缓冲

全缓冲

无缓冲

文件io

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

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

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

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

void clearerr(FILE *stream);

清除一个流出错的标记

标准IO之文件定位：

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

功能：将stream流文件中的文件指针从whence位置开始

偏移offset字节的长度。

参数：stream 要移动文件指针的目标文件流对象。

注意：不支持设备文件，一般用于普通文件。

offset 要在文件内偏移的距离，单位字节。

如果值为整数，则向文件末尾偏移

如果值为负数，则向文件开头偏移

whence 偏移的起始位置,由系统定义的三个宏开始。

SEEK_SET 文件的开头位置

SEEK_CUR 文件的当前位置

SEEK_END 文件的末尾位置

返回值：成功：返回 0

失败： -1；

如果从文件的指定位置向后偏移过程中已经超过了文件

的当前末尾位置，则会自动以'\0'来填充文件内容，从

而形成一种被称为"空洞文件" 的特殊文件。

#include<stdio.h>int main(int argc, const char *argv[])
{FILE *fp = fopen(argv[1],"r");if(fp == NULL){printf("fopen error!\n");return 1;}int ret = fseek(fp,9,SEEK_SET);if(ret == -1){printf("fseek error!\n");return 1;}char buf[1024];fgets(buf,sizeof(buf),fp);printf("%s\n",buf);fclose(fp);return 0;
}

rewind() 等效于：fseek(stream,0L,SEEK_SET);

“rewind”也是 C 语言标准库中用于文件操作的函数。

其作用是将文件指针重新定位到文件的开头。

函数原型为： void rewind(FILE *stream);

使用“rewind”函数会清除文件流的错误和 EOF 标记，并将文件指针重置到文件的起始位置。

#include<stdio.h>int main(int argc, const char *argv[])
{FILE *fp = fopen(argv[1],"r");if(fp == NULL){printf("fopen error!\n");return 1;}fseek(fp,0,SEEK_END);long t = ftell(fp);printf("%ld\n",t);rewind(fp);char buf[512] = {};if(fgets(buf,sizeof(buf),fp)){printf("%s\n",buf);}else{printf("end,of,file\n");}fclose(fp);return 0;
}

long ftell(FILE *stream);

功能：获取当前文件流指针的具体位置，一般以文件

开头到当前指针的字节数为返回值。

参数：stream 要返回指针距离的文件流对象

返回值：成功获取到的距离长度，单位是字节

失败 -1；

#include<stdio.h>int main(int argc, const char *argv[])
{FILE *fp = fopen(argv[1],"r");if(fp ==  NULL){printf("fopen error!\n");return 1;}fseek(fp,0,SEEK_END);long t = ftell(fp);fclose(fp);printf("%ld\n",t);return 0;
}

缓冲区

行缓冲

1k， terminal，主要用于人机交互stdout
   缓存区满或者遇到\n刷新   1024
               行缓存多是关于终端的一些操作
               1.遇到\n刷新
               2.缓存区满刷新
               3.程序结束刷新
               4.fflush刷新 fflush(stdout);

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main(int argc, const char *argv[])
{
#if 0printf("hello");//需要加\nwhile(1)sleep(1);
#endif#if 0int i;for(i = 0;i < 1025;++i){//	printf("a");fputc('a',stdout);//另一种输出到终端的方式}while(1)sleep(1);
#endif#if 0printf("hello\n");while(1)sleep(1);
#endifprintf("hello");fflush(stdout);while(1)sleep(1);return 0;
}

全缓冲

4k，主要用于文件的读写
   缓存区满刷新缓存区 4096
           对普通文件进行标准IO操作，建立
           的缓存一般为全缓存
           刷新条件:
               1.缓存区满刷新
               2.程序结束刷新
               3.fflush来刷新 fflush(fp);

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main(int argc, const char *argv[])
{FILE *fp = fopen("1.txt","w");if(NULL == fp){return 1;}#if 0char buf[] = "hello";fputs(buf,fp);while(1)sleep(1);
#endif#if 0int i;for(i = 0;i < 4097;++i){fputc('a',fp);}while(1)sleep(1);
#endif#if 0char buf[] = "hello";fputs(buf,fp);
#endifchar buf[] = "hello world";fputs(buf,fp);fflush(fp);while(1)sleep(1);return 0;
}

无缓冲

0k 主要用于出错处理信息的输出 stderr
   不对数据缓存直接刷新
   printf();==>>stdout
   fprintf(strerr,"fopen error %s",filename);
               界面交互   出错处理
使用gdb查看，FILE结构体，或使用写入数据测试缓冲区。
缓冲区的大小是可以设置

使用 fflush 函数： fflush 函数用于强制刷新输出缓冲区，将缓冲区中的内容立即输出。例如： fflush(stdout); 这将刷新标准输出缓冲区。

文件io

操作系统为了方便用户使用系统功能而对外提供的一组系统函数。称之为系统调用其中有个文件IO

一般都是对设备文件操作,当然也可以对普通文件进行操作。

一个基于Linux内核的没有缓存的IO机制

特性：

.1 没有缓存区

.2 操作对象不在是流，而是文件描述符流:FILE* 文件描述符:int 0-1023

.3文件描述符

很小的非负的整数 int 0-1023

内核每打开一个文件就会获得一个文件描述符

每个程序在启动的时候操作系统默认为其打开

三个描述符与流对象匹配：

0 ==>STDIN_FILENO === stdin

1 ==>STDOUT_FILENO == stdout

2 ==>STDERR_FILENO == stderr

所以之后打开的文件描述符都是从3开始的；

stdin,stdout,stderr,===>FILE*

fopen open

w O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC

w+ O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC

r O_RDONLY

r+ O_RDWR

a O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND

a+ O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND

2.函数接口

1.open

open("1.c",O_WRONLY|O_CREAT,0666 );

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

int open(const char *pathname, int flags);

如果flags有创建文件，则mode必填0666(给权限)，

mode（可选）：文件权限模式，仅在创建新文件时使用。

若没有创建文件，可不填

返回的是一个文件描述符,不同于标准io返回的是指针

功能:

获得一个文件描述符

参数:

pathname:文件名

flags:

O_RDONLY 只读

O_WRONLY 只写

O_RDWR 读写

O_CREAT, 创建文件

O_EXCL,需要和O_CREAT同时使用，表示新建的文件不能存在，成功，否则open就会失败

O_NOCTTY,不是终端设备

O_TRUNC文件内容清空

O_APPEND追加

O_ASYNC异步io，什么时候io不确定，

O_NONBLOCK非阻塞

返回值:

成功返回文件描述符

失败返回-1

2.write

char buf[50];

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

功能:

通过文件描述符向文件中写一串数据

参数:

fd:文件描述符

buf:要写入文件的字符串的首地址

count:要写入字符的个数(buf的实际有效长度)

返回值:

成功返回实际写入的个数

失败返回-1

3.read

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

功能:

通过文件描述符读取文件中的数据

参数:

fd:文件描述符

buf:存放数据空间的首地址

count:要读到数据的个数

返回值:

成功返回读到数据的个数(可以作为write函数的参数，写入的字节个数)

失败返回-1

读到文件结尾返回0

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>int main(int argc, const char *argv[])
{if(argc < 3){fprintf(stderr,"error!\n");return 1;}int fd_1 = open(argv[1],O_RDONLY);int fd_2 = open(argv[2],O_WRONLY| O_CREAT| O_TRUNC,0666);if(fd_1 == -1 || fd_2 == -1){fprintf(stderr,"open error!\n");return 1;}char buf[512] = {};while(1){int t = read(fd_1,buf,sizeof(buf));if(t <= 0){break;}//write(fd_2,buf,sizeof(buf));//会比实际大，会造成文件打不开//strlen不能拷贝二进制文件，造成数据丢失write(fd_2,buf,t);//读取read返回的字符个数}close(fd_1);close(fd_2);return 0;
}

4.lseek fseek, rewind ftell