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前言
作者：小蜗牛向前冲
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本期学习目标：谈谈对文件的认识，认识操纵系统的文件接口。
一、认识操纵系统下的文件
1、什么是文件
在平常我们对于文件的认识都是在window操纵系统下认识，我们建立的目录是文件，文本文档是文件，图片是文件。
在Linux中有这么一句话：Linux下一切皆文件。
为什么这么说的呢？
Linux中所有的内容都是以文件的形式保存的，我们认为普通文件是文件，一个目录我们也称为文件，甚至认为硬件设备(键盘，硬盘，打印机等)是文件。
Linux有一个根目录，其他的所以的文件都放在根目录中。
2、文件的类型
普通文件
直接就可以使用的我们就称为普通文件，如上面的makefile就是一个普通文件
目录文件
这个目录中包含各个文件的文件名和文件及其指向这些文件的指针，只要有权限就可以访问目录中的任何文件,上面的myshell就是一个目录文件，一个目录不仅仅有目录名，还有一些权限设置、文件大小等。
其他的一些文件类型：字符设备文件和块设文件、套接字文件(socket)、符号链接文件(symbolic link)、管道文件(pipe)。
3、文件的共识
- 空文件，也要在磁盘中占据空间。
- 文件 = 内容 +属性。
- 文件操纵 = 对内容 + 对属性.
- 如果没有指明对应的文件的路径，和默认当前路径。
- 当我们通过fopen,fclose,fwrite,fread对文件进行操纵的时候，编译代码，形成可执行的程序，但是不运行，对于的文件操纵执行了吗？没有（对文件的操纵，本质上是进程对文件的操纵）。
- 一个文件没有被打开，可以直接进行文件的访问吗？不能
通过上面的共识我们可以得出，对文件的操纵的本质 ：是进程和打开文件的关系。
二、系统级的文件操作接口
我们在C语言和C++都有对文件的操纵函数，我们都知道文件是存放在磁盘上的，而要想访问文件就必须将磁盘上的文件导入到内存中，在进行相应的操作，其实本质上是操作系统在对这些文件进行管理，而C语言和C++中对文件的操作的接口，他底层也是操作系统对文件操作的接口，只是通过了封装了而已。
1、文件打开open/文件关闭close
文件打开open
头文件：<sys/types.h>、 <sys/stat.h>、<fcntl.h>
访问形式：
1、int open(const char *pathname, int flags);
2、int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
当我们要调用open接口就必须包含相应的头文件，但这里要注意的是这里接口为我们提供了二个调用的方式，方式1是文件已经存在我们调用，方式2是文件不存在时要调用的接口。
接口参数：
const char *pathname：这里就指我们要打开的文件名
int flags：指的是标记位，传过来的比特位，不同的比特位就调用不同选项，从对文件进行一些初始化。
mode_t mode：这里是设置相应的权限(如操作系统默认的普通文件的权限是0x666)
这里我们要重点了解open接口的第二个参数,上面我们说他是一个标记位 ,我们知道一个int是有32个比特位了，这里我们用每个比特位表示不同的选项。
下面我们看一段代码理解一下：
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <assert.h> // 每一个宏，对应的数值，只有一个比特位是1,彼此位置不重叠 #define ONE (1<<0) #define TWO (1<<1) #define THREE (1<<2) #define FOUR (1<<3) void show(int flags) { if(flags & ONE) printf("one\n"); if(flags & TWO) printf("two\n"); if(flags & THREE) printf("three\n"); if(flags & FOUR) printf("four\n"); } int main() { show(ONE); printf("-----------------------\n"); show(TWO); printf("-----------------------\n"); show(ONE | TWO); printf("-----------------------\n"); show(ONE | TWO | THREE); printf("-----------------------\n"); show(ONE | TWO | THREE | FOUR); printf("-----------------------\n"); return 0; } 
当我们运行代码，就会发现我们通过不同的比特位就调用了不同的参数选项，展现出现不同的效果。
flags多个选项：
- O_RDONLY: 只读打开
- O_WRONLY: 只写打开
- O_RDWR : 读，写打开
- 这三个常量，必须指定一个且只能指定一个
- O_CREAT : 若文件不存在，则创建它。需要使用mode选项，来指明新文件的访问权
- O_APPEND: 追加写
- O_TRUNC：如果文件已经存在，且成功打开，则删除文件中原来的全部数据
对于这些选项我们还可以进行功能的多选，选项间用 “ | ” 分割
O_RDONY | O_CREAT//这里的文件用只读的方式创建，如果没有这个文件会自动创建返回值
- 成功：新打开的文件描述符（fd）
- 失败：-1
文件关闭 close
文件关闭接口用起来非常简单，只要给他传打开文件的文件描述符就可以了。
2、其他的文件接口
read读文件
函数原型：
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); 参数
- fd：是文描述符
- buf：接收读取数据的缓存区
- count：读取的字节数
- 返回值：读取成功则返回读取的字节数，读取到文件尾则返回0，读取失败则返回-1，同时设置全局变量errno的值来表示错误原因；
write写文件
函数原型：
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); 参数：
- fd：是文描述符
- buf：存放写入数据的缓存区
- count：写入的的字节数
- 返回值：写入成功则返回实际写入的字节数，写入失败则返回-1，同时设置全局变量errno的值来表示错误原因；
3、代码演示文件操作
下面为了更好的理解文件操作，为了大家演示了文件的打开，写入和读取数据，最后在关闭。
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> int main() { //定义文件名 char filename[] = "pjb.txt"; //定义写入的数据 char write_data[] = "hellow Linux!"; //读取的数据 char read_buf[64] = { 0 }; //测试写入数据 int fd = open(filename, O_RDWR | O_CREAT, O664); if (fd < 0) { perror("open"); return -1; } //写入内容 int ret = write(fd, write_data, sizeof(write_data)); if (ret < 0) { perror("write"); return -1; } else { printf("write: %s\n", write_data); } //关闭文件 close(fd); //测试写入文件 fd = open(filename, O_RDONLY);; if (fd < 0) { perror("open"); return -1; } //写入 ret = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf)); if (ret < 0) { perror("read"); return -1; } else { printf("read: %s\n", read_buf); } close(fd); return 0; }
这里观察到我们成功向文件中写入和向文件中读取数据。
