【Linux学习笔记】基础IO之理解文件

【Linux学习笔记】基础IO之理解文件

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前言

哈喽，各位小伙伴大家好!上期我们讲了进程替换 今天我们讲的是基础IO之理解文件。话不多说，我们进入正题！向大厂冲锋！

1.理解"文件"

1-1狭义理解

• 文件在磁盘里
• 磁盘是永久性存储介质，因此文件在磁盘上的存储是永久性的
• 磁盘是外设（即是输出设备也是输入设备）
• 磁盘上的文件本质是对文件的所有操作，都是对外设的输入和输出简称IO

1-2广义理解

·Linux下一切皆文件(键盘、显示器、网卡、磁盘···…·这些都是抽象化的过程）(后面会讲如何去理解）

1-3文件操作的归类认知

• 对于OKB的空文件是占用磁盘空间的
• 文件是文件属性（元数据）和文件内容的集合（文件=属性（元数据）+内容）
• 所有的文件操作本质是文件内容操作和文件属性操作

1-4系统角度

对文件的操作本质是进程对文件的操作
磁盘的管理者是操作系统
文件的读写本质不是通过C语言/C++的库函数来操作的（这些库函数只是为用户提供方便），而是通过文件相关的系统调用接口来实现的

2.回顾C文件接口

2-1 hello.c打开文件

#include <stdio.h>
 int main()
 {
	 FILE *fp = fopen("myfile", "w");
 if(!fp){
 	printf("fopen error!\n");
 }
	 while(1);
	 fclose(fp);
	 return 0;
 }

打开的myfile文件在哪个路径下？

• 在程序的当前路径下，那系统怎么知道程序的当前路径在哪里呢？

可以使用ls/proc/[进程id] -l 命令查看当前正在运行进程的信息：

[hyb@VM-8-12-centos io]$ ps ajx | grep myProc
506729 533463 533463 506729 pts/249 533463 R+ 1002 7:45 ./myProc
536281 536542 536541 536281 pts/250 536541 R+ 1002 0:00 grep --

color=auto myProc

[hyb@VM-8-12-centos io]$ ls /proc/533463 -l
total 0
......
-r--r--r-- 1 hyb hyb 0 Aug 26 17:01 cpuset
lrwxrwxrwx 1 hyb hyb 0 Aug 26 16:53 cwd -> /home/hyb/io
-r--r--r-- 1 hyb hyb 0 Aug 26 17:01 environ
lrwxrwxrwx 1 hyb hyb 0 Aug 26 16:53 exe -> /home/hyb/io/myProc
dr-x------ 2 hyb hyb 0 Aug 26 16:54 fd
......

其中:

• cwd：指向当前进程运行目录的一个符号链接。
• exe：指向启动当前进程的可执行文件（完整路径）的符号链接。

打开文件，本质是进程打开，所以，进程知道自己在哪里，即便文件不带路径，进程也知道。由此OS就能知道要创建的文件放在哪里。

2-2 hello.c写文件

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 int main()
 {
	 FILE *fp = fopen("myfile", "w");
	 if(!fp){
		 printf("fopen error!\n");
	 }
	 const char *msg = "hello bit!\n";
	 int count = 5;
	 while(count--){
	 	fwrite(msg, strlen(msg), 1, fp);
	 }
	 fclose(fp);
	 return 0;
 }

2-3 hello.c读文件

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    FILE *fp = fopen("myfile", "r");
    if (!fp) {
        printf("fopen error!\n");
        return 1;
    }

    char buf[1024];
    size_t s;

    while (1) {
        s = fread(buf, 1, sizeof(buf), fp);
        if (s > 0) {
            buf[s] = 0;  // Null-terminate the string
            printf("%s", buf);
        }
        if (feof(fp)) {
            break;
        }
    }

    fclose(fp);
    return 0;
}

稍作修改，实现简单cat命令：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc != 2) {
        printf("argv error!\n");
        return 1;
    }

    FILE *fp = fopen(argv[1], "r");
    if (!fp) {
        printf("fopen error!\n");
        return 2;
    }

    char buf[1024];
    while (1) {
        int s = fread(buf, 1, sizeof(buf), fp);
        if (s > 0) {
            buf[s] = 0;  // Null-terminate the string
            printf("%s", buf);
        }
        if (feof(fp)) {
            break;
        }
    }

    fclose(fp);
    return 0;
}

2-4输出信息到显示器，你有哪些方法

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    const char *msg = "hello fwrite\n";
    fwrite(msg, strlen(msg), 1, stdout);

    printf("hello printf\n");
    fprintf(stdout, "hello fprintf\n");

    return 0;
}

2-5 stdin & stdout & stderr

C默认会打开三个输入输出流，分别是stdin,stdout,stderr
仔细观察发现，这三个流的类型都是FILÉ*，fopen返回值类型，文件指针

 #include <stdio.h>
 extern FILE *stdin;
 extern FILE *stdout;
 extern FILE *stderr;

2-6打开文件的方式

如上，是我们之前学的文件相关操作。还有fseekftellrewind的函数，在C部分已经有所涉猎，

后言

这就是基础IO之理解文件。大家自己好好消化！今天就分享到这！ 感谢各位的耐心垂阅！咱们下期见！拜拜~