前言

        本篇文章主要是讲解在Linux环境下文件IO操作，包含文件IO中的基本概念以及一些常用的函数接口调用，希望可以给读者带来技术上的帮助！

一 、概念篇

Linux文件的种类：常规文件 -、目录文件 -d 、字符文件 -c 、块文件 -b 、链接文件 -l;

流的概念：就是数据的流，在程序中就是一个结构体；

缓冲区的概念：为了减少操作IO设备的次数，调高运行效率，在内存里设置的缓冲区，分为全缓冲（缓冲区满才输出）和行缓冲（遇到换行符输出）；

文件打开：占用资源；                                                                                      文件关闭：释放资源

文件IO：又称系统IO，系统调用，是操作系统提供的API接口函数。

二、标准IO

1.三种标准IO：

文件的打开函数：

FILE* fopen(const char* path, const char* mode);

path: 指打开文件的路径，普通文件按当前路径不需要加目录，其他要使用完整路径；

mode:文件的权限（0666）；

返回值：出错返回NULL，所以使用fopen函数必须判断是否为空；

文件的打开模式：

文件的关闭函数：

int fclose(FILE* stream);

返回值：调用成功返回0，失败返回EOF（-1），并设置errno；

流关闭时自动刷新缓冲区中的数据并释放缓冲区，比如：常规文件把缓冲区内容写入磁盘；

当一个程序正常终止时，所有打开的流都会关闭；

形参文件流stream必须保证为非空，否则出现错误；

2.字符的输入（读单个字符）get

函数：

int fgetc(FILE* stream);        //流

int getc(FILE* stream);        //宏

int getchar(void);                 //键盘输入

返回值：成功时返回读取的字符，到文件末尾或出错时返回EOF(-1);

getchar()等同于 fgetc(stdin);

getc和fget区别是一个宏一个函数；

注意事项：

（1）函数返回值是int类型不是char类型，主要是为了扩展返回值的范围；

（2）stdin也是FILE*的指针，是系统定义好的，指向的是标准输入（键盘输入）；

（3）打开文件按后读取，是从文件开头读，读完一个后读写指针会后移，读写注意指针的位置。

（4）调用getchar会阻塞,等待你的键盘输入；

3.字符的输出（写单个字符）put

函数：

int fputc(int c, FILE* stream);        //流

int putc(int c, FILE* stream);        //流

int putchar(int c);                          //屏幕

行输入（读取整行）get

函数：

char* gets(char *s);                //读取标准输入到缓冲区s,键盘

char* fgets(char *s, int size, FILE* stream);        //stream

返回值：成功时返回缓冲流s，到文件末尾会出错时返回NULL;

注意事项：

（1）gets函数已经被淘汰，因为会导致缓冲区溢出；

（2）fgets 函数第二个参数，输入的数据超出size，size-1个字符会保存到缓冲区里，并且在最后面加'\0‘ ,如果输入数据少于size-1 后面会添加换行符；

行输出（写整行）

函数：

int puts（const char *s);

int fputs(const char* s, FILE* stream);

返回值：成功时返回非负整数，出错时返回EOF;

注意事项：

puts 将缓冲区s中的字符串输出到stdout，并追加'\n';

fputs 将缓冲区s中的字符串输出到stream，不追加’\n‘；

4.二进制读写

函数：

读

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *fp);

void *ptr  读取内容放的位置指针

 size_t size 读取的块大小

  size_t n 读取的个数

   FILE *fp  读取的文件指针

写

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *fp);

void *ptr  写文件的内容的位置指针

size_t size 写的块大小

size_t n 写的个数

  FILE *fp  要写的文件指针

注意事项：

文件写完后，文件指针指向文件末尾，如果这时候读，读不出来内容；

解决办法：移动指针到头文件（重定位）；关闭文件，重新打开；

5.流的刷新        flash

int fflush(FILE* fp);

返回值：成功时返回0，出错时放回EOF;

将流缓冲区中的数据写入实际的文件；

Linux下只能刷新输出缓冲区,输入缓冲区丢弃；

如果输出到屏幕使用fflush(stdout);

6.流的定位        seek

函数：

long ftell(FILE* stream);

void rewind(FILE* stream);

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

参数:

whence：SEEK_SET/SEEK_CUR/SEEK_END

SEEK_SET 从距文件开头 offset 位移量为新的读写位置

SEEK_CUR：以目前的读写位置往后增加 offset 个位移量

SEEK_END：将读写位置指向文件尾后再增加 offset 个位移量

offset：偏移量，可正可负

注意事项：

（1）文件的打开使用a模式fseek无效；

（2）rewind(fp)相当于fseek(fp,0,SEEK_SET);

（3）这三个函数只适用于2G以下的文件；

7.格式化输入输出

格式化输出：

int fprintf(FILE* stream,const char *fmt,...);

int sprintf(char* s,const char* fmt,.....);

返回值：成功时返回输出的字符个数；出错时返回EOF;

格式化输入：

int fscanf(FILE* stream,const char *format,...);

int sscanf(const char *str,const char* format,..);

重点掌握sprintf和sscanf;

三、文件IO

文件IO不提供缓冲机制

文件IO的API：open  close read read

文件描述符概念：

英文：缩写fd（file descriptor）

是0-1023的数字，表示文件。

0, 1, 2 的含义 标准输入，标准输出，错误。

1.文件IO打开和关闭

open

int open (const char* pathname,int flags);        //不创建文件

Int open(const char* pathname,int flags,mode_t mode);        //创建文件，不能创建设备文件成功时返回文件描述符；出错时返回EOF

文件IO和标准的模式对应关系：

r                                  O_RDONLY

r+                               O_RDWR

w                                O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0664

w+                              O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0664

a                                 O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0664

a+                               O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND, 0664

close

int close(int fd);

关闭后文件描述符不能代表文件；

2.文件IO的读写及定位

read

函数：

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

返回值：成功时返回实际读取的字节数，出错时返回EOF;读到文件末尾是返回0；

参数：buf是接收数据的缓冲区；count不应超过buf大小；

write

函数：

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

返回值：成功时返回实际写入的字节数，出错时返回EOF；

参数：buf是接收数据的缓冲区；count不应超过buf大小；

lseek

函数：

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

返回值：成功时返回当前的文件读写位置；出错时返回EOF；

参数：offsethe whence同fseek完全一样;

四、目录操作

1.打开目录

函数：

DIR* opendir(const char* name);

DIR* fdopendir(int fd);                //使用文件描述符，要配合open函数使用

DIR是用来描述一个打开的目录文件的结构体类型,类似于FILE；

返回值：成功时返回目录流指针（DIR*)；出错时返回NULL；

2.读取目录

函数：

struct dirent* readdir(DIR* dirp);

struct dirent是用来藐视目录流中一个目录项的结构体类型，包含成员char d_name[256]

返回值：成功时返回目录流dirp中下一个目录项；出错或末尾时返回NULL；

3.关闭目录

函数

 #include  <dirent.h>

 int closedir(DIR *dirp)；

返回值：成功时返回0；出错时返回EOF

4.修改文件权限

函数：

 #include  <sys/stat.h>

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

 int  fchmod(int fd, mode_t mode);

成功时返回0；出错时返回EOF

注意：在vmware和windows共享的文件夹下，有些权限不能改变。

5.获取文件属性

函数：

#include  <sys/stat.h>

 int  stat(const char *path, struct stat *buf);

 int  lstat(const char *path, struct stat *buf);

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

返回值：成功时返回0；出错时返回EOF

如果path是符号链接stat获取的是目标文件的属性；而lstat获取的是链接文件的属性

五、库的调用

1.静态库

创建步骤：

（1）编写库文件代码，编译为.o 目标文件。

（2）ar 命令 创建  libxxxx.a 文件

   ar -rsv  libxxxx.a  xxxx.o

   注意：  静态库名字要以lib开头，后缀名为.a

                没有main函数的.c 文件不能生成可执行文件。

链接错误：

test.c:(.text+0x15)：对‘hello’未定义的引用

collect2: error: ld returned 1 exit status

含义：表示hello函数在编译的源码内没有找到实现

解决：实现代码或者找到对应函数的库并且链接它。

链接静态库：

gcc -o 目标文件 源码.c  -L路径  -lxxxx

-L  表示库所在的路径

-l 后面跟库的名称

2.动态库

创建步骤：

（1）生成位置无关代码的目标文件

 gcc  -c  -fPIC  xxx.c xxxx.c ....

（2）生成动态库

   gcc  -shared -o libxxxx.so  xxx.o  xxx.o ....

（3）编译可执行文件

gcc -o 目标文件 源码.c  -L路径  -lxxxx

可执行文件错误：

./test: error while loading shared libraries: libmyheby.so: cannot open shared object file: No such file or directory

含义：可执行文件所使用的动态库找不到

解决办法：

找到动态库，添加到/usr/lib里面

或者使用export  LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:你的动态库目录

添加在~/.bashrc 文件里面，使用source ~/.bashrc 生效。

六、个人总结

        本文讲解了三种类型IO操作以及库，三种类型分别是标准IO、文件IO以及目录，三者既有不同点又有相同点。三种都有打开、读写及关闭，对于标准IO来说，每个函数前以字母f打头（fopen\fclose\fseek等），文件IO则是直接open、close，目录得在后面加上dir来区别，并且标准IO有结构体类型的文本流FILE,文件IO有int类型的文本描述符f，目录则是由结构体类型的目录流DIR。