Linux文件编程

在Linux平台下对文件编程可以使用两类函数：（1）Linux操作系统文件API；（2）C语言I/O库函数。 前者依赖于Linux系统调用，后者实际上与操作系统是独立的，因为在任何操作系统下，使用C语言I/O库函数操作文件的方法都是相同的

Linux文件API
Linux的文件操作API涉及到创建、打开、读写和关闭文件。

open函数有两个形式，其中pathname是我们要打开的文件名(包含路径名称，缺省是认为在当前路径下面)，flags可以去下面的一个值或者是几个值的组合：

标志 含义
O_RDONLY 以只读的方式打开文件
O_WRONLY 以只写的方式打开文件
O_RDWR 以读写的方式打开文件
O_APPEND 以追加的方式打开文件
O_CREAT 创建一个文件
O_EXEC 如果使用了O_CREAT而且文件已经存在，就会发生一个错误
O_NOBLOCK 以非阻塞的方式打开一个文件
O_TRUNC 如果文件已经存在，则删除文件的内容

O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR三个标志只能使用任意的一个。

如果使用了O_CREATE标志，则使用的函数是int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode); 这个时候我们还要指定mode标志，用来表示文件的访问权限。mode可以是以下情况的组合：

标志 含义
S_IRUSR 用户可以读
S_IWUSR 用户可以写
S_IXUSR 用户可以执行
S_IRWXU 用户可以读、写、执行
S_IRGRP 组可以读
S_IWGRP 组可以写
S_IXGRP 组可以执行
S_IRWXG 组可以读写执行
S_IROTH 其他人可以读
S_IWOTH 其他人可以写
S_IXOTH 其他人可以执行
S_IRWXO 其他人可以读、写、执行
S_ISUID 设置用户执行ID
S_ISGID 设置组的执行ID

除了可以通过上述宏进行“或”逻辑产生标志以外，我们也可以自己用数字来表示，Linux总共用5个数字来表示文件的各种权限：第一位表示设置用户ID；第二位表示设置组ID；第三位表示用户自己的权限位；第四位表示组的权限；最后一位表示其他人的权限。每个数字可以取1(执行权限)、2(写权限)、4(读权限)、0(无)或者是这些值的和。

读写
在文件打开以后，我们才可对文件进行读写了，Linux中提供文件读写的系统调用是read、write函数：

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

其中参数buf为指向缓冲区的指针，length为缓冲区的大小（以字节为单位）。函数read()实现从文件描述符fd所指定的文件中读取 length个字节到buf所指向的缓冲区中，返回值为实际读取的字节数。函数write实现将把length个字节从buf指向的缓冲区中写到文件描述符fd所指向的文件中，返回值为实际写入的字节数。

定位
对于随机文件，我们可以随机的指定位置读写，使用如下函数进行定位：

int lseek(int fd, offset_t offset, int whence);

lseek()将文件读写指针相对whence移动offset个字节。操作成功时，返回文件指针相对于文件头的位置。参数whence可使用下述值：

SEEK_SET：相对文件开头
SEEK_CUR：相对文件读写指针的当前位置
SEEK_END：相对文件末尾

offset可取负值，例如下述调用可将文件指针相对当前位置向前移动5个字节：

lseek(fd, -5, SEEK_CUR);

由于lseek函数的返回值为文件指针相对于文件头的位置，因此下列调用的返回值就是文件的长度：

lseek(fd, 0, SEEK_END);

关闭
当我们操作完成以后，我们要关闭文件了，只要调用close就可以了，其中fd是我们要关闭的文件描述符：

int close(int fd);

C语言库函数
C库函数的文件操作实际上是独立于具体的操作系统平台的，不管是在DOS、Windows、Linux还是在VxWorks中都是这些函数：

创建和打开
FILE *fopen(const char *path, const char *mode);

fopen()实现打开指定文件filename，其中的mode为打开模式，C语言中支持的打开模式如下表：

标志 含义
r, rb 以只读方式打开
w, wb 以只写方式打开。如果文件不存在，则创建该文件，否则文件被截断
a, ab 以追加方式打开。如果文件不存在，则创建该文件
r+, r+b, rb+ 以读写方式打开
w+, w+b, wh+ 以读写方式打开。如果文件不存在时，创建新文件，否则文件被截断
a+, a+b, ab+ 以读和追加方式打开。如果文件不存在，创建新文件

其中b用于区分二进制文件和文本文件，这一点在DOS、Windows系统中是有区分的，但Linux不区分二进制文件和文本文件。

读写
C库函数支持以字符、字符串等为单位，支持按照某中格式进行文件的读写，这一组函数为：

int fgetc(FILE *stream);
int fputc(int c, FILE *stream);
char *fgets(char *s, int n, FILE *stream);
int fputs(const char *s, FILE *stream);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
int fscanf (FILE *stream, const char *format, ...);
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream);
size_t fwrite (const void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream);

fread()实现从流stream中读取加n个字段，每个字段为size字节，并将读取的字段放入ptr所指的字符数组中，返回实际已读取的字段数。在读取的字段数小于num时，可能是在函数调用时出现错误，也可能是读到文件的结尾。所以要通过调用feof()和ferror()来判断。

write()实现从缓冲区ptr所指的数组中把n个字段写到流stream中，每个字段长为size个字节，返回实际写入的字段数。

另外，C库函数还提供了读写过程中的定位能力，这些函数包括

int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos);
int fsetpos(FILE *stream, const fpos_t *pos);
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
等。

关闭
利用C库函数关闭文件依然是很简单的操作：

int fclose (FILE *stream);