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1.基础认识2.再识c语言中文件接口2.1fopen()与fclose()2.2文件操作函数3.三个默认打开的文件流4.相关系统接口4.1open()4.2umask()函数4.3close()、write()、read()5.文件描述符5.1 0、1、25.2底层6.文件描述符的分配规则重定向—dup2()系统调用7.Linux中一切皆文件当在 C 语言中进行文件操作时，fopen() 和 fclose() 是两个非常重要的函数。下面我将详细讲解它们的作用和用法：
fopen() ：该函数用于打开一个文件，并返回一个指向 FILE 结构体的指针，该指针用于后续的文件操作。 语法：FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);参数： filename：要打开的文件的路径和名称。mode：打开文件的模式，包括只读、只写、读写等不同选项。返回值： 如果成功打开文件，则返回指向 FILE 结构体的指针。如果打开文件失败，则返回 NULL。“r”：只读模式打开文件以供读取。如果文件不存在，打开操作将失败。如果文件不存在，则返回 NULL。“w”：只写模式打开文件以供写入。如果文件存在，则会被截断（即文件内容会被清空）；如果文件不存在，则会创建一个新文件。如果文件打开成功，则返回指向文件的指针。“a”：追加模式打开文件以供写入，但是不会截断文件。新的数据会被追加到文件末尾。如果文件打开成功，则返回指向文件的指针。“r+”：读写模式（文件必须存在）打开文件以供读取和写入。文件必须存在，否则打开操作将失败。如果文件打开成功，则返回指向文件的指针。“w+”：读写模式（文件不存在则创建）打开文件以供读取和写入。如果文件存在，则会被截断；如果文件不存在，则会创建一个新文件。如果文件打开成功，则返回指向文件的指针。“a+”：读写模式（追加模式，文件不存在则创建）打开文件以供读取和写入，不会截断文件。新的数据会被追加到文件末尾。如果文件打开成功，则返回指向文件的指针。代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#includeint main(){FILE* f = fopen("./test.txt", "w");//打开if (f == NULL){perror("fopen");return 1;}//在打开关闭之间，我们能进行文件操作fclose(f);//关闭return 0;}
file11path 是一个字符串，表示要更改到的目录路径。返回值：如果成功，则返回 0；如果失败，则返回 -1。fprintf()：向文件写入格式化数据
fscanf()：从文件读取格式化数据
fputc()：向文件写入一个字符
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函数原型：int fputc(int c, FILE *stream);功能：将一个字符写入到指定文件中。示例：fputc(‘A’, file);fgetc()：从文件读取一个字符
fgets()：用于从指定文件中读取一行数据，并将其存储到指定的缓冲区中
fputs()：向文件写入一行数据
fwrite() 是 C 语言标准库中用于将数据块写入文件的函数。
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
ptr：指向要写入的数据的指针。size：要写入的每个数据项的大小（以字节为单位）。nmemb：要写入的数据项的数量。stream：指向要写入的文件的指针。代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#includeint main(){FILE* f = fopen("./test.txt", "w");//打开if (f == NULL){perror("fopen");return 1;}//在打开关闭之间，我们能进行文件操作const char* str = "this's test.txt";fputs(str, f);fclose(f);//关闭return 0;}
file12>：也是直接覆盖（默认也是以w方式打开的）使用a方式打开（append）
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制int main(){FILE* f = fopen("./test.txt", "a");//打开if (f == NULL){perror("fopen");return 1;}//在打开关闭之间，我们能进行文件操作const char* str = "this's test.txt\n";fputs(str, f);fclose(f);//关闭return 0;}
newfile13>> 符号进行输出重定向时，会以追加模式打开文件，新的内容会被追加到文件末尾而不会清空原有内容3.三个默认打开的文件流
file14stdin：标准输入流，通常用于从键盘设备读取输入。stdout：标准输出流，通常用于向显示器设备输出信息。stderr：标准错误流，通常用于向控制台输出错误信息。这三个文件流在程序启动时会自动打开，不需要显式地打开或关闭
stdin、stdout 和 stderr 是标准C库中定义的全局变量，它们分别代表标准输入流、标准输出流和标准错误流。这些变量通常在
stdin：
stdin 是标准输入流，通常用于从用户输入设备（如键盘）读取数据。在程序启动时，stdin 会自动关联到标准输入设备，通常是键盘。stdout：
stdout 是标准输出流，通常用于向用户输出设备（如屏幕）输出数据。在程序启动时，stdout 会自动关联到标准输出设备，通常是屏幕。代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#include#include #include #include #define FILENAME "log.txt"int main() { printf("hello printf\n"); // 使用 printf 函数向标准输出流输出字符串 fputs("hello fputs\n", stdout); // 使用 fputs 函数向标准输出流输出字符串 const char* msg = "hello fwrite\n"; fwrite(msg, 1, strlen(msg), stdout); // 使用 fwrite 函数向标准输出流输出字符串 fprintf(stdout, "hello fprintf\n"); // 使用 fprintf 函数向标准输出流输出格式化字符串 return 0;}
file15printf("hello printf\n");（我们经常用）：函数原型：int printf(const char *format, ...);printf 是标准C库中的函数，用于向标准输出流（stdout）输出格式化字符串。在这里，printf 输出了字符串 “hello printf” 到标准输出流，并在末尾添加一个换行符。fputs("hello fputs\n", stdout);：函数原型：int fputs(const char *str, FILE *stream);fputs 是标准C库中的函数，用于向指定文件流（这里是 stdout，即标准输出流）输出字符串。在这里，fputs 输出了字符串 “hello fputs” 到标准输出流，并在末尾添加一个换行符。fwrite(msg, 1, strlen(msg), stdout);：函数原型：size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);fwrite 是标准C库中的函数，用于向指定文件流输出指定数量的字节。在这里，fwrite 输出了 msg 指向的字符串 “hello fwrite” 到标准输出流，并指定输出字符串的长度。fprintf(stdout, "hello fprintf\n");：、函数原型：int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);fprintf 是标准C库中的函数，用于向指定文件流输出格式化字符串。在这里，fprintf 输出了格式化字符串 “hello fprintf” 到标准输出流。stderr：
stderr 是标准错误流，通常用于向用户输出设备输出错误信息。在程序启动时，stderr 会自动关联到标准错误设备，通常也是屏幕。您可以使用 fprintf(stderr, ...) 等函数向 stderr 输出错误信息。4.相关系统接口4.1open()
file16
file17open 函数是用于打开文件的系统调用函数。它的原型如下：
#includeint open(const char *pathname, int flags);int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
pathname 是要打开的文件的路径名，flags 是打开文件的标志，mode 是文件的权限。open 函数==返回一个文件描述符（file descriptor）==用于后续对文件的读写操作。打开失败的话返回-1（不需要创建文件时，就使用两个参数就好了）
flags 参数可以是以下标志的组合(都是一个个宏)：
O_RDONLY：只读O_WRONLY：只写O_RDWR：读写O_CREAT：如果文件不存在则创建O_TRUNC：如果文件存在则截断为0长度，就像之前的wO_APPEND：追加写入，就像之前的a这些宏都只有一个比特位为1，其余为0
mode 参数指定了文件的权限，通常与 S_IRUSR、S_IWUSR 等宏一起使用。如果创建文件时不加上权限，那么创建出来的文件权限是乱码。这就需要我们如果创建了文件，就要给上文件的权限。经常使用格式：0666（与我们之前讲的umask一样，0可以看成一个格式要求），但是这样创建后的权限不是最终权限，我们使用0666后，还要收到掩码的修改
#include#include #include #include int main() { int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0666); if (fd == -1) { perror("open"); return 1; } return 0;}
file18如果想要创造一个自己指明权限的文件，可以使用umask()函数
umask 函数是一个系统调用，用于设置进程的文件创建屏蔽字（file mode creation mask）。文件创建屏蔽字是一个权限掩码，用于确定新建文件的默认权限。在创建新文件时，系统会根据进程的文件创建屏蔽字来屏蔽一些权限位，以确保新建文件不会拥有过于宽松的权限。
umask 函数的原型：
#includemode_t umask(mode_t mask);
umask 函数接受一个参数 mask，该参数是一个权限掩码，用于指定要屏蔽的权限位。umask 函数会返回之前的文件创建屏蔽字。通常，umask 函数会在创建文件之前调用，以确保新建文件不会拥有不必要的权限。
close() 函数用于关闭一个已打开的文件描述符。文件描述符是一个非负整数，用于在程序中唯一标识打开的文件、设备或其他输入/输出资源。当你打开一个文件时，系统会分配一个文件描述符给你，你可以通过这个描述符来读写文件。当你完成对文件的操作后，应该使用 close() 函数来关闭它，以释放系统资源。
函数原型如下：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#includeint close(int fd);
其中 fd 是要关闭的文件描述符。如果成功，close() 返回 0；如果失败，返回 -1 并设置全局变量 errno 以指示错误原因。
write() 函数用于向打开的文件描述符写入数据。你可以使用它向普通文件、设备文件或套接字写入数据。
函数原型如下：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#includessize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
fd 是要写入的文件描述符。buf 是一个指向要写入数据的缓冲区的指针。count 是要写入的数据的字节数。write() 函数返回实际写入的字节数。在成功时，返回值通常等于 count，除非到达文件的末尾或发生其他错误。如果发生错误，write() 返回 -1 并设置 errno。
#include#include #include #include #include int main() { int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0666); if (fd == -1) { perror("open"); return 1; } const char* str = "hellow write\n"; write(fd, str, strlen(str)); close(fd); return 0;}
file19read() 函数用于从文件描述符中读取数据。它的函数原型如下：
#includessize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
fd 是要读取的文件描述符。buf 是一个指向存储读取数据的缓冲区的指针。count 是要读取的字节数。read() 函数会尝试从文件描述符 fd 对应的文件中读取 count 个字节的数据，并将读取的数据存储到 buf 指向的内存缓冲区中。函数返回值是实际读取的字节数。如果返回值为 0，则表示已经到达文件末尾；如果返回值为 -1，则表示读取出现错误。
以下是一个简单的示例，演示如何使用 read() 函数从文件中读取数据：
#include5.文件描述符#include #include int main() { int fd = open("example.txt", O_RDONLY); if (fd == -1) { perror("open"); return 1; } char buffer[100]; ssize_t bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer)); if (bytes_read == -1) { perror("read"); close(fd); return 1; } printf("Read %zd bytes: %s\n", bytes_read, buffer); close(fd); return 0;}
文件描述符是一个整数，用于在操作系统中唯一标识一个被打开的文件、设备或其他I/O资源
5.1 0、1、2所以输入输出还可以采用如下方式：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制write(1, buf, strlen(buf));
这是大家可能会问？ 刚才我们才说才c语言里stdin、stdout与stderr，这三个FILE*是标准输入， 标准输出，与标准错误
那上面这0、1、2是怎么回事？
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制int main(){ printf("%d", stdin->_fileno); printf("%d", stdout->_fileno); printf("%d", stderr->_fileno); return 0;}
file110
file111进程你怎么知道你打开了哪些文件呢?
文件描述符就是从0开始的小整数。当我们打开文件时，操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述目标文件。于是就有了file结构体。表示一个已经打开的文件对象。而进程执行open系统调用，所以必须让进程和文件关联起来。每个进程都有一个指针*files, 指向一张表files_struct,该表最重要的部分就是包涵一个指针数组，每个元素都是一个指向打开文件的指针！所以，本质上，文件描述符就是该数组的下标。所以，只要拿着文件描述符，就可以找到对应的文件
int main(){ close(1); int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666); printf("%d\n", fd); return 0;}
file113
file111.5dup2() 是一个系统调用，用于复制文件描述符。它的原型如下：
#includeint dup2(int oldfd, int newfd);
dup2() 系统调用的作用是将 oldfd 文件描述符复制到 newfd 文件描述符处。如果 newfd 已经打开，则会先关闭 newfd，然后将 oldfd 复制到 newfd 处；如果 newfd 等于 oldfd，则 dup2() 不会关闭 oldfd，但会返回 newfd。这个系统调用通常用于重定向标准输入、标准输出和标准错误流，例如将一个文件描述符复制到标准输出流（文件描述符 1）或标准错误流（文件描述符 2）。代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#include#include #include int main(){int fd = open("log.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666);dup2(fd, 1);printf("hellow log.txt\n");return 0;}
file111.6
newfile112在Linux中，“一切皆文件”（Everything is a file）是一个重要的概念，它体现了Linux操作系统的设计哲学。这个概念的核心思想是，Linux将所有设备、进程、网络连接、管道等抽象概念都视为文件，并通过文件系统的方式来管理和访问它们。
虚拟文件系统：Linux中的虚拟文件系统（Virtual File System，VFS）将不同类型的文件系统（如ext4、NTFS、procfs等）抽象成统一的文件接口，使得用户和应用程序可以以统一的方式访问不同的文件系统。
通过将所有这些不同的概念都视为文件，Linux提供了一种统一的接口和一致的操作方式，使得用户和开发者可以更加方便地管理和操作系统中的各种资源。
虚拟文件系统（VFS）： Linux 内核中有一个虚拟文件系统（VFS），它提供了一个抽象层，使得不同类型的文件系统（如 ext4、NTFS 等）能够以统一的方式被内核访问。VFS 为所有文件提供了统一的接口，包括打开文件、读写文件、关闭文件等操作。文件描述符： Linux 中每个进程都有一个文件描述符表，用于跟踪打开的文件和设备。标准输入流stdin、标准输出流 stdout、标准错误流 stderr 分别对应文件描述符 0、1、2。系统调用： Linux 提供了一系列系统调用（如 open()、read()、write()、close() 等），用于在用户空间和内核空间之间进行文件操作。用户程序可以通过系统调用来打开设备文件、读取设备数据、写入设备数据等。好啦大家，今天就到这里啦。感谢大家支持！！！
