文件I/O编程

一、基本I/O操作

　　Linux的输入/输出（I/O）操作，通常分为５个方面：打开、读取、写入、定位和关闭；对应的有５个系统调用：　open()、read()、write()、lseek()、和close()这５个函数，也称为不带缓冲区的I/O操作。程序员可以直接操作硬件，这样为开发驱动等底层的系统应用提供了方便。这些函数属于POSIX的一部分。其原型如下：

　　

#include <sys/types.h>
#include <sys/stats.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

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

size_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes);

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

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

int close(int fd);

1.open()函数

　　open()函数原型如下：

　　

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

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

　　函数传入的参数的含义如下：

• pathname:　为字符串，表示被打开的文件名称，可以包含路径。
• flags:　为一个或多个标志，表示文件打开的方式，常用标志如下表1所示，flags 参数可以用｜进行组合。
• mode: 被打开文件的存取权限模式。

　　函数返回值：成功返回文件描述符，失败返回-1.

　　　　　　　表1 常用 flag 标志

标识符名	含义和作用
O_RDONLY	只读方式打开
O_WRONLY	只写方式打开
O_RDWR	读/写方式打开
O_CREAT	如果文件不存在，就创建新的文件
O_EXCL	如果使用O_CREAT时文件存在，则可返回错误消息
O_TRUNC	如果文件已存在，且以只读或只写方式打开，则先全部删除文件中的原有数据
O_APPEND	以添加方式打开文件，在打开文件的同时，文件指针指向文件的末尾

 2. read()和write()函数

　　read()和write()函数原型如下：

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

　　函数传入的参数含义如下：

• fd：文件描述符
• buf: 指定存储器读出数据的缓冲区
• count:　指定读出或写入的字节数

　　函数返回值：

　　　如果发生错误，那么返回值为-1，同时设定errno变量为错误代码。如果操作成功，则返回实际读入或写入的字节数。

3. close()函数

　　当使用完文件时可以使用close()关闭文件，close()会让缓冲区的数据写回磁盘，并释放文件所占用的资源。其函数原型如下：

int close(fd);

　　函数返回值：成功返回0,失败返回-1,并置errno。

二、标准I/O操作

　　前面内容所述的文件及I/O读写都是基于文件描述符的。这些都是基本的I/O控制，是不带缓冲的。在高层应用中，不带缓冲的I/O操作往往效率低下。ANSI制定了一系列基于流缓冲的标准I/O函数，是符合ANSI的标准I/O处理。

　　这些函数基本都定义在C语言标准库的<stdio.h>头文件中。

1.fopen()函数

　　函数原型如下：

FILE* fopen( const char* pathname, const char* type);

　　下表说明了type的各种取值：

type 字符串	含义
R或rb	打开只读文件，该文件必须存在
R+或r+b	打开可读/可写文件，该文件必须存在
W或wb	打开只写文件，若文件存在，则文件长度清零；否则建立该文件
w+或w+b	打开可读/可写文件，若文件存在，则文件长度清零；否则建立该文件
a或ab	以追加的方式打开可读/可写文件，若文件存在，则写入的数据将附加到文件的尾部，不会修改文件原有的数据；若文件不存在，则建立该文件
a+或a+b	以追加的方式打开只写文件，若文件存在，则写入的数据将附加到文件的尾部，不会修改文件原有的数据；若文件不存在，则建立该文件

2.fclose()函数

　　函数原型如下：

int fclose(FILE* fp);

　　这时缓冲区的数据写入文件中，并释放系统所提供的文件资源。如果只是希望将缓冲区的数据写入文件，但因为可能后面还要用到文件指针，不希望在这个时候关闭它，可以使用另外的一个函数fflush(),其函数原型如下：

int fflusn(FILE* fp);

3. fread()和fwrite()函数

　　fread()和fwrite()函数原型如下：

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);

size_t fwrite(const void* ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);

　　返回值：读或写的记录数，成功时返回的记录数等于nmemb，出错或读到文件结尾时返回的记录数小于nmemb，也可能返回0。

　　fread()和fwrite 用于读/写记录，这里的记录是指一串固定长度的字节，如一个int、一个结构体或者一个定长数组。参数size指出一条记录的长度，而nmemb指出要读出或写多少条记录，这些记录在ptr所指的内存中连续存放，共占size*nmemb字节。

　　fread()从文件文件stream中读出size*nmemb字节保存到ptr中，而fwrite()把ptr中的size*nmemb字节写到文件stream中。