C语言文件的相关操作

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C语言文件的相关操作。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

C语言中文件的相关操作

文件的打开

  • 使用文件的打开函数需要引入这个头文件:#include <fcntl.h>

  • open函数

    • int open(char const *pathname, int flags, mode_t mode)
      • 功能:打开已有的文件或者创建新文件
      • 参数
        • pathname:文件路径名,可以是相对路径或绝对路径
        • flags:打开文件的标志,状态标志,多选使用|,常用的有以下几种
          • O_RDONLY:只读
          • O_WRONLY:只写
          • O_RDWR:读写
          • O_APPEND:追加
          • O_CREAT:不存在即创建,已存在即打开
          • O_EXCL:不存在即创建,已存在即报错
          • O_TRUNC:不存在即报错,一般配合O_CREAT使用,已存在即清空
          • O_RDONLYO_WRONLYO_RDWR三者只能选择一个
        • mode:权限模式,格式例如07770755
      • 返回值:反回非负整数作为文件描述符。如果返回-1,表示打开文件失败
  • 使用示例

    #include <stdio.h>  // 使用perror
    #include <fcntl.h>  // 使用open
    
    
    int main(void)
    {
        // 打开文件,不存在就创建
        int fd = open("./test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0755);
        if(fd == -1)
        {
            perror("open");
            return -1;
        }
    
        // 操作文件
    
        // 关闭文件
        return 0;
    }
    

文件的关闭

  • 使用文件的关闭函数需要引入这个头文件:#include <unistd.h>

  • close函数

    • int close(int fd);
      • 功能:关闭处于打开状态的文件描述符
      • 参数:fd表示的是处于打开状态的文件描述符
      • 返回值:成功返回0,失败返回-1
  • 使用示例

    #include <stdio.h>  // 使用perror
    #include <fcntl.h>  // 使用open
    #include <unistd.h>  // 使用close
    
    
    int main(void)
    {
        // 打开文件,不存在就创建
        int fd = open("./test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0755);
        if(fd == -1)
        {
            perror("open");
            return -1;
        }
    
        // 操作文件
    
        // 关闭文件
        int ret = close(fd);
        if(ret == -1)
        {
            perror("close");
            return -1;
        }
        return 0;
    }
    

文件打开和关闭在内核中的结构

  • 多次打开同一个文件,无论是在同一个进程中还是在不同的进程中,都会在系统内核中产生一个v节点

  • 每次打开文件都会产生一个新的文件表项,各自维护各自的文件状态标志和当前文件偏移

  • 多个进程打开同一个文件,其实是产生了多个文件表项,而v节点其实只有一个

  • 以下是使用一个进程打开一个文件的示例图

    C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

  • 下面是使用多个进程打开一个文件的示例图
    C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

文件描述符

  • 为了便于管理在系统中运行的各个进程,内核会维护一张存有各进程信息的列表,称为进程表。系统中的每个进程在进程表中都占有一个表项。每个进程表项都包含了针对特定进程的描述信息,如PIDUIDGID,其中也包含了一个称为文件描述符表的数据结构。

  • 文件描述符的每个表项都至少包含两个数据项–文件描述符表中和文件表项指针,所谓文件描述符,其实就是文件描述符表项在文件描述符表中从0开始的下标,open函数的返回值就是文件描述符表项在文件描述符表中的下标

  • 文件描述符表中,前三个都是默认的,在unistd.h头文件中被定义

    • #define STDIN_FILENO 0 标准输入
    • #define STDOUT_FILENO 1 标准输出
    • #define STDERR_FILENO 2 标准错误
  • 以下是示例图

C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

  • 下面是根据文件描述表的前三个默认被定义的特性写的一个示例

    #include <stdio.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main(void)
    {
        // 如果这里直接使用open,那返回的文件描述符表项一般都是3
        // 所以我这里做了一些操作,让open返回的文件描述符表项为0
        close(1);  // 关闭1,标准输出
        int fd = open("./stdout.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0755);
        if(fd == -1)
        {
            perror("open");
            return -1;
        }
        
        printf("fd = %d\n", fd);
    
    	// 这里如果关闭了fd,会出现写不进去
        // if(close(fd) == -1)
        // {
        //     perror("close");
        //     return -1;
        // }
    
        return 0;
    }
    
  • 上面一个例子在写的时候发现了一些问题,目前还不知道是啥原因,不能关闭文件,关闭了就会发现写不进去,下面是我用dup2函数写的

    #include <stdio.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main(void) {
        int fd = open("./stdout.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0755);
        if (fd == -1) {
            perror("open");
            return -1;
        }
    
        // 使用dup2函数将新的文件描述符复制到文件描述符1
        if (dup2(fd, STDOUT_FILENO) == -1) {
            perror("dup2");
            return -1;
        }
        printf("输出重定向到文件\n");
        printf("此时fd=%d\n", fd);
    
        if (close(fd) == -1) {
            perror("close");
            return -1;
        }
    
        return 0;
    }
    

文件的写入

  • 使用文件的写入函数需要引入这个头文件:#include <unistd.h>

  • write函数

    • ssize_t wirte(int fd, void const *buf, size_t count);
      • 功能:向指定的文件写入数据
      • 参数
        • fd:文件描述符,即open函数的返回值
        • buf:内存缓冲区,即要写入的数据
        • count:期望写入的字节数
      • 返回值:成功返回实际写入的字节数,失败返回-1
  • 示例

    #include <stdio.h>  // perror
    #include <fcntl.h>  // open
    #include <unistd.h>  // close wirte
    #include <string.h>  // strlen
    
    int main(void)
    {
        // 1. 打开文件
        int fd = open("./test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0755);
        if(fd == -1)
        {
            perror("open");
            return -1;
        }
    
        // 2. 写入数据
        char *buf = "哈哈";
        ssize_t size = write(fd, buf, strlen(buf));
        if(size == -1)
        {
            perror("write");
            return -1;
        }
        printf("实际写入了%ld个字节\n", size);
        
        // 3. 关闭文件
        if(close(fd) == -1)
        {
            perror("close");
            return -1;
        }
        return 0;
    }
    

文件的读取

  • 使用文件的读取函数需要引入这个头文件:#include <unistd.h>

  • read函数

    • ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
      • 功能:从指定的文件中读取数据
      • 参数:
        • fd:文件描述符
        • buf:内存缓冲区,存读取到的数据
        • count:期望读取的字节数
      • 返回值:成功返回实际读取的字节数,失败返回-1
  • 示例

    #include <stdio.h>  // perror
    #include <fcntl.h>  // open
    #include <unistd.h>  // close read
    
    int main(void)
    {
        // 1. 打开文件,这里使用的是 int open(const char *pathname, int flags);,直接读取的
        int fd = open("./test.txt", O_RDONLY);
        
        // 2. 读取数据
        char buf[16] = {};
        ssize_t size = read(fd, buf, sizeof(buf));
        if(size == -1)
        {
            perror("read");
            return -1;
        }
        printf("读取的字节数是%ld,读取到内容是 %s\n", size, buf);
    
        // 3. 关闭文件
        if(close(fd) == -1)
        {
            perror("close");
            return-1;
        }
        return 0;
    }
    

补充部分

在 Unix-like 操作系统中,man 命令后面的数字参数用于指定手册页面的节(section)。不同的节对应于不同类型的手册页面,每个节有其特定的内容和用途。以下是常见的 man 命令数字参数及其对应的节:

  • man 1:用户命令(User Commands)。该节包含系统中可用的一般用户命令和可执行程序的手册页面。例如,man 1 ls 将显示与列表命令 ls 相关的手册页面。
  • man 2:系统调用(System Calls)。该节包含操作系统提供的内核级别函数和系统调用接口的手册页面。这些函数和接口用于访问低级别的操作系统功能。例如,man 2 open 将显示与文件系统调用 open 相关的手册页面。
  • man 3:C 库函数(Library Functions)。该节包含标准 C 库函数和其他库函数的手册页面。它提供了函数的接口、参数和返回值等详细信息。例如,man 3 printf 将显示与打印函数 printf 相关的手册页面。
  • 其他节:除了上述常见的节之外,还存在其他节,用于特定目的或特定类型的手册页面。例如,man 5 用于文件格式和配置文件的手册页面,man 7 用于杂项的手册页面。

因此,根据所选择的数字参数,man 命令可以用来查看不同类型的手册页面,从用户命令、系统调用到库函数等。可以根据需要选择适当的数字参数来浏览相关的手册页面,以获取相关命令、函数或系统的详细信息和用法说明。


文件读写的位置

  • 使用lseek函数可以改变文件读写位置,使用它需要引用unistd.h头文件

  • lseek函数

    • off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
      • 功能: 调整文件读写位置
      • 参数
        • fd:文件描述符
        • offset:文件读写位置偏移字节数
        • whenceoffset参数的偏移起点
          • SEEK_SET:文件头
          • SEEK_CUR:当前位置(最后被读写字节下一个字节)
          • SEEK_END:文件尾
      • 返回值:成功返回文件读写位置,失败返回0
  • 示意图
    C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

  • 示例代码

    #include <stdio.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    
    int main(void)
    {
        // 打开文件
        int fd = open("./test.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
        if(fd == -1)
        {
            perror("open");
            return -1;
        }
        // 写入数据
        char *w_data = "aaaaaaa";
        if(write(fd, w_data, strlen(w_data)) == -1)
        {
            perror("write");
            return -1;
        }
    
        // 跳转文件读写位置到开头
        if(lseek(fd, 0, SEEK_SET) == -1)
        {
            perror("lseek");
            return -1;
        }
        // 写入数据,这里会将之前的数据覆盖,并不会将原来的数据自动往后移
        char *w_data2 = "abcdefghij";
        if(write(fd, w_data2, strlen(w_data2)) == -1)
        {
            perror("write");
            return -1;
        }
    
        // 调整文件读写位置 3 SEEK_SET
        if(lseek(fd, 3, SEEK_SET) == -1)
        {
            perror("lseek");
            return -1;
        }
        // 读取文件数据
        char r_data1[100] = {};
        if(read(fd, r_data1, sizeof(r_data1)) == -1)
        {
            perror("read1");
            return -1;
        }
        printf("第一次读取数据: %s\n", r_data1);
    
        // 调整文件读写位置 -5 SEEK_CUR,如果这里填 4 SEEK_CUR,因为上一个读取操作已经将指针移到最后了
        if(lseek(fd, -5, SEEK_CUR) == -1)
        {
            perror("lseek");
            return -1;
        }
        // 读取文件数据
        char r_data2[100] = {};
        if(read(fd, r_data2, sizeof(r_data2)) == -1)
        {
            perror("read1");
            return -1;
        }
        printf("第二次读取数据: %s\n", r_data2);
    
        // 调整文件读写位置 -2 SEEK_END
        if(lseek(fd, -2, SEEK_END) == -1)
        {
            perror("lseek");
            return -1;
        }
        // 读取数据
        char r_data3[100] = {};
        if(read(fd, r_data3, sizeof(r_data3)) == -1)
        {
            perror("read");
            return -1;
        }
        printf("第三次读取数据: %s\n", r_data3);
    
        // 关闭文件
        if(close(fd) == -1)
        {
            perror("close");
            return -1;
        }
        return 0;
    }
    

文件描述符的复制

dup函数

  • dup函数可以复制文件描述项,可以将指定的文件描述项复制到最小的空闲项中,使用这个函数需要引入unistd.h头文件

  • dup函数

    • int dup(int oldfd);
      • 功能:复制文件描述符表的特定条目到最小可用项
      • 参数
        • oldfd:源文件描述符
      • 返回值:成功返回模板文件描述符,失败返回-1
  • 示例图
    C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

  • 示例代码

    #include <stdio.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main(void)
    {
        // 打开文件
        int fd = open("./test.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
        if(fd == -1)
        {
            perror("open");
            return -1;
        }
    
        // 写入数据
        char *w_data = "abcdefg";
        if(write(fd, w_data, strlen(w_data)) == -1)
        {
            perror("write");
            return -1;
        }
    
        // 使用dup赋值
        int newfd = dup(fd);
        if(newfd == -1)
        {
            perror("dup");
            return -1;
        }
    
        // 移动fd的文件读写位置到d
        if(lseek(fd, 3, SEEK_SET) == -1)
        {
            perror("lseek");
            return -1;
        }
    
        // 读取newfd的数据,看是否随着fd的读写位置而改变
        char r_data[100] = {};
        if(read(fd, r_data, sizeof(r_data)) == -1)
        {
            perror("read");
            return -1;
        }
        printf("读取newfd的数据: %s\n", r_data);  // defg
    
        // 关闭文件
        if(close(newfd) == -1)
        {
            perror("newfd close");
            return -1;
        }
        if(close(fd) == -1)
        {
            perror("fd close");
            return -1;
        }
    
        return 0;
    }
    

dup2函数

  • dup2函数可以复制文件描述项,可以将指定的文件描述项复制到指定的空闲项中,使用这个函数需要引入unistd.h头文件

  • dup2函数

    • int dup2(int oldfd, int newfd);
      • 功能:复制文件描述符表中特定条目到指定项
      • 参数
        • oldfd:源文件描述符
        • newfd:目标文件描述符
      • 返回值:成功返回目标文件描述符newfd,失败返回-1
      • 使用前一定要确保newfd是空闲的
  • 示例代码

    #include <stdio.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main(void)
    {
        // 打开文件
        int fd = open("./test.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
        if(fd == -1)
        {
            perror("open");
            return -1;
        }
    
        // 复制文件描述项
        int newfd = dup2(fd, STDOUT_FILENO);
        if(newfd == -1)
        {
            perror("dup2");
            return -1;
        }
        
        // 测试是否复制成功
        printf("test,hahah");
    
        // 关闭文件(复制的不需要手动关闭,手动关闭会发现上一步printf写不进去)
        if(close(fd) == -1)
        {
            perror("close");
            return -1;
        }
        return 0;
    }
    

访问测试

  • 想要查看操作文件的权限,可以使用access函数,使用这个函数需要引入unistd.h头文件

  • access函数

    • int access(char const *pathname, int mode);
      • 功能:判断当前进程是否可以对某个给定的文件执行某种访问。
      • 参数:
        • pathname:文件路径
        • mode:被测试的权限
          • R_OK:是否可读
          • W_OK:是否可写
          • X_OK:是否可执行
          • F_OK:是否存在
      • 返回值:成功返回0,失败返回-1
  • 示例代码

    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        // 判断是否输入文件名
        if(argc < 2)
        {
            fprintf(stderr, "用法: %s <filename/filepath>\n", argv[0]);
            return -1;
        }
    
        // 判断文件是否存在
        if(access(argv[1], F_OK) == -1)
        {
            printf("%s is no such file!\n", argv[1]);
            return -1;
        }
        printf("%s: ", argv[1]);
    
        // 判断文件是否可读
        if(access(argv[1], R_OK) ==  0)
            printf("read ");
    
        // 判断文件是否可写
        if(access(argv[1], W_OK) == 0)
            printf("write ");
        
        // 判断文件是否可执行
        if(access(argv[1], X_OK) == 0)
            printf("execute");
        printf("\n");
        return 0;
    }
    

修改文件大小

  • 以下两个函数是用于修改文件大小的函数,一般在下载的时候都会用到这类函数,使用这两个函数需要引入unistd.h头文件

  • truncate函数

    • int truncate(char const *path, off_t length);

      • 功能:修改指定文件的大小
      • 参数
        • path:文件路径
        • length:文件大小
      • 返回值:成功返回0,失败返回-1
    • 示例代码(这里展示的是截断的效果,会从尾部往前开始截短)

      #include <stdio.h>
      #include <string.h>
      #include <fcntl.h>
      #include <unistd.h>
      
      int main(void)
      {
          // 打开文件
          int fd = open("./test.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
          if(fd == -1)
          {
              perror("open");
              return -1;
          }
      
          // 写入数据
          char *data = "hello bhlu";  // 10字节
          if(write(fd, data, strlen(data)) == -1)
          {
              perror("write");
              return -1;
          }
      
          // 将读写位置移到最后,看返回的位置
          int pos1 = lseek(fd, 0, SEEK_END);
          if(pos1 == -1)
          {
              perror("lseek");
              return -1;
          }
          printf("初始状态: 文件字节长度: %d\n", pos1);
      
          // 截短文件为4字节
          if(truncate("./test.txt", 4) == -1)
          {
              perror("truncate");
              return -1;
          }
          printf("截短成功\n");
      
          // 将读写位置移到最后,看返回的位置
          int pos2 = lseek(fd, 0, SEEK_END);
          if(pos2 == -1)
          {
              perror("lseek");
              return -1;
          }
          printf("截短后: 文件字节长度: %d\n", pos2);
      
          // 关闭文件
          if(close(fd) == -1)
          {
              perror("close");
              return -1;
          }
          return 0;
      }
      
      /*
      初始状态: 文件字节长度: 10
      截短成功
      截短后: 文件字节长度: 4
      
      此时文件: hell
      */
      
  • ftruncate函数

    • int ftruncate(int fd, off_t length);

      • 功能:修改指定文件的大小
      • 参数
        • fd:文件描述符
        • length:文件大小
      • 返回值:成功返回0,失败返回-1
    • 示例代码(这里展示的加长的效果,加长之后会在尾部空字符填充)

      #include <stdio.h>
      #include <string.h>
      #include <fcntl.h>
      #include <unistd.h>
      
      int main(void)
      {
          // 打开文件
          int fd = open("./test.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
          if(fd == -1)
          {
              perror("open");
              return -1;
          }
      
          // 写入数据
          char *data = "hello";  // 5字节
          if(write(fd, data, strlen(data)) == -1)
          {
              perror("write");
              return -1;
          }
      
          // 将读写位置移到最后,看返回的位置
          int pos1 = lseek(fd, 0, SEEK_END);
          if(pos1 == -1)
          {
              perror("lseek");
              return -1;
          }
          printf("初始状态: 文件字节长度: %d\n", pos1);
      
          // 加长文件为10个字节
          if(ftruncate(fd, 10) == -1)
          {
              perror("truncate");
              return -1;
          }
          printf("加长成功\n");
      
          // 将读写位置移到最后,看返回的位置
          int pos2 = lseek(fd, 0, SEEK_END);
          if(pos2 == -1)
          {
              perror("lseek");
              return -1;
          }
          printf("加长后: 文件字节长度: %d\n", pos2);
      
          // 关闭文件
          if(close(fd) == -1)
          {
              perror("close");
              return -1;
          }
          return 0;
      }
      
      /*
      初始状态: 文件字节长度: 5
      加长成功
      加长后: 文件字节长度: 10
      
      此时文件: hello^@^@^@^@^@   ^@就是ASCII码中的空字符
      */
      

文件锁

当一个文件同时被多个进程进行写操作的时候,就会出现造成数据错乱,以下是一个每秒往文件里写一个字符的示例代码。

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 2)
    {
        fprintf(stderr, "用法: %s <string>\n", argv[0]);
        return -1;
    }
    // 打开文件
    int fd = open("./test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0644);
    if(fd == -1)
    {
        perror("open");
        return -1;
    }

    // 写入数据,一秒写一个
    for(int i = 0; i < strlen(argv[1]); i++)
    {
        if(write(fd, &argv[1][i], sizeof(argv[1][i])) == -1)
        {
            perror("write");
            return -1;
        }
        sleep(1);
    }

    // 关闭文件
    if(close(fd) == -1)
    {
        perror("close");
        return -1;
    }

    return 0;
}

下面使用使用两个进程同时执行这个代码./write haha & ./write bhlu &

C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

可以看到写入的数据是错乱的,所以才需要使用文件锁,来保证写入数据的正确性。

使用文件锁需要用到fcntl函数,使用这个函数需要引入fcntl.h头文件

  • fcntl函数

    • int fcntl(int fd, F_SETLK/F_SETLKW, struct flock *lock);

      • 功能:加解锁

      • 参数

        • F_SETLK非阻塞模式加锁,F_SETLKW阻塞模式加锁

        • lock对文件要加的锁

          • struct flock {
                short l_type;  // 锁类型:F_RDLCK/F_WRLCK/F_UNLCK
                short l_whence;  // 锁区偏移起点: SEEK_SET/SEEK_CUR/SEEK_END
                off_t l_start;  // 锁区偏移字节数
                off_t l_len;  // 锁区字节数
                pid_t l_pid;  // 加锁进程的PID,-1表示自动设置
            }
            
      • 返回值:成功返回0.失败返回-1

  • 示例代码

    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        if(argc < 2)
        {
            fprintf(stderr, "用法: %s <string>\n", argv[0]);
            return -1;
        }
    
        // 打开文件
        int fd = open("./test.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0644);
        if(fd == -1)
        {
            perror("open");
            return -1;
        }
    
        // 创建锁
        struct flock lock;
        lock.l_type = F_WRLCK;  // 写锁
        lock.l_whence = SEEK_SET;  // 头部开始
        lock.l_start = 0;
        lock.l_len = 0;  // 锁到文件尾
        lock.l_pid = -1;
    
        // 阻塞加锁
        if(fcntl(fd, F_SETLKW, &lock) == -1)
        {
            perror("fcntl");
            return -1;
        }
    
        // 写入数据
        for(int i = 0; i < strlen(argv[1]); i++)
        {
            if(write(fd, &argv[1][i], sizeof(argv[1][i])) == -1)
            {
                perror("write");
                return -1;
            }
            sleep(1);
        }
    
        // 解锁
        struct flock unlock;
        unlock.l_type = F_UNLCK;  // 解锁
        unlock.l_whence = SEEK_SET;
        unlock.l_start = 0;
        unlock.l_len = 0;
        unlock.l_pid = -1;
        if(fcntl(fd, F_SETLKW, &unlock) == -1)
        {
            perror("fcntl");
            return -1;
        }
    
        // 关闭文件
        if(close(fd) == -1)
        {
            perror("close");
            return -1;
        }
    
        return 0;
    }
    
  • 使用阻塞加锁的展示图
    C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

  • 非阻塞加锁部分代码

    // 非阻塞加锁
    while(fcntl(fd, F_SETLK, &lock) == -1)
    {
        if(errno == EACCES || errno == EAGAIN)
        {
            printf("文件被锁定,稍等一下!\n");
            sleep(1);
        }else {
            perror("fcntl");
            return -1;
        }
    }
    
    // 非阻塞解锁
    if(fcntl(fd, F_SETLK, &unlock) == -1)
    {
        perror("fcntl");
        return -1;
    }
    
  • 非阻塞加锁效果
    C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

文件锁的内核结构

  • 每次对给定文件的特定区域加锁,都会通过fcntl函数向系统内核传递flock结构体,该结构体中包含了锁的一些信息,具体可以参考上面的函数介绍。
  • 系统内核收集到所有进程所加的各种锁,就会将flock结构体中的信息以链表的形式形成一张锁表,锁表的起始地址就保存在该文件的v节点中
  • 任何一个进程通过fcntl函数对文件加锁,系统内核都要遍历这张表,当出现已经存在冲突锁的情况下,会出现阻塞或报错。
  • 解锁其实就是调整或删除锁表中的相应节点

C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

文件的元数据

  • 可以通过以下三个函数获取文件的元数据,使用这三个函数都必须引用sys/stat.h头文件

  • int stat(char const *path, struct stat *buf);

  • int fstat(int fd, struct stat *buf);

  • int lstat(char const *path, struct stat *buf);

    • lstat函数与另外两个函数的区别在于它不跟踪符号链接,假设有一个文件a,现在有一个b软连接指向a,它返回的是b的信息,前面两个都会返回a的信息。

    • 功能:三个函数功能都差不多,从i节点中提取文件的元数据,即文件的属性信息

    • 参数

      • path:文件路径

      • buf:文件元数据结构

          struct stat {
              dev_t st_dev;  // 设备ID
              ino_t st_ino;  // i节点号
              mode_t st_mode;  // 文件的类型和权限
              nlink_t st_nlink;  // 硬链接数
              uid_t st_uid;  // 拥有者用户id
              gid_t st_git;  // 拥有者组id
              dev_t st_rdev;  // 特殊设备ID
              off_t st_size;  // 总字节数
              blksize_t st_blksize;  // I/O块字节数
              blkcnt_t st_blocks;  // 存储块数
              time_t st_atime;  // 最后访问时间
              time_t st_mtime;  // 最后修改时间
              time_t st_ctime;  // 最后状态改变时间
          }
          
          /*
          其中mode_t类型,其原始类型在32位系统中被定义unsigned int,但目前只有低16位有意义,即B0-B15
          B15 - B12:文件类型
          B11 - B9:设置用户ID,设置组ID,粘滞
          B8 - B6:属主权限
          B5 - B3:数组权限
          B2 - B0:其他用户权限
          */
        

        C语言文件的相关操作,unix_c,c语言

      • fd:文件描述符

    • 返回值:成功返回0,失败返回-1

  • 示例代码

    // 输出文件的元数据
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <time.h>
    
    // 转类型和权限
    char *f_mode(mode_t m)
    {
        static char s[11];
        if (S_ISDIR(m))
        {
            strcpy(s, "d");  // 目录
        }
        else if(S_ISSOCK(m))
        {
            strcpy(s, "s");  // 本地套接字 
        }
        else if(S_ISCHR(m))
        {
            strcpy(s, "c");  // 字符设备
        }
        else if(S_ISBLK(m))
        {
            strcpy(s, "b");  // 块设备
        }
        else if(S_ISLNK(m))
        {
            strcpy(s, "l");  // 符号链接
        }
        else if(S_ISFIFO(m))
        {
            strcpy(s, "p");  // 有名管道
        }
        else
        {
            strcpy(s, "-");
        }
    
        // 属主 属组 其他用户 权限
        strcat(s, m & S_IRUSR ? "r" : "-");
        strcat(s, m & S_IWUSR ? "w" : "-");
        strcat(s, m & S_IXUSR ? "x" : "-");
        strcat(s, m & S_IRGRP ? "r" : "-");
        strcat(s, m & S_IWGRP ? "w" : "-");
        strcat(s, m & S_IXGRP ? "x" : "-");
        strcat(s, m & S_IROTH ? "r" : "-");
        strcat(s, m & S_IWOTH ? "w" : "-");
        strcat(s, m & S_IXOTH ? "x" : "-");
    
        return s;
    }
    
    // 转换时间
    char *f_time(time_t t)
    {
        static char time[20];
        struct tm *l = localtime(&t);
        sprintf(time, "%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d",
                    l->tm_year + 1900, l->tm_mon + 1, l->tm_mday, l->tm_hour, l->tm_min, l->tm_sec);
        return time;
    }
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        if(argc < 2)
        {
            fprintf(stderr, "用法: %s <文件名>\n", argv[0]);
            return -1;
        }
        // 获取文件的元数据
        struct stat s;
        if(stat(argv[1], &s) == -1)
        {
            perror("stat");
            return -1;
        }
    
        printf("设备ID: %lu\n", s.st_dev);
        printf("i节点号: %ld\n", s.st_ino);
        printf("硬链接数: %lu\n", s.st_nlink);
        printf("用户ID: %u\n", s.st_uid);
        printf("组ID: %u\n", s.st_gid);
        printf("特殊设备ID: %lu\n", s.st_rdev);
        printf("总字节数: %ld\n", s.st_size);
        printf("IO块字节数: %ld\n", s.st_size);
        printf("存储块数: %ld\n", s.st_blksize);
        printf("文件类型和权限: %s\n", f_mode(s.st_mode));
        printf("最后访问时间: %s\n", f_time(s.st_atime));
        printf("最后修改时间: %s\n", f_time(s.st_mtime));
        printf("最后状态修改时间: %s\n", f_time(s.st_ctime));
        return 0;
    }
    

内存映射文件

之前已经介绍过内存映射的建立与解除,以下是使用内存映射文件的例子文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-732265.html

// 通过映射打开文件并写入数据
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    // 打开文件
    int fd = open("./mmap.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC);
    if(fd == -1)
    {
        perror("open");
        return -1;
    }

    // 修改文件大小
    if(ftruncate(fd, 4096) == -1)
    {
        perror("ftruncate");
        return -1;
    }

    // 获取文件大小
    int f_len = lseek(fd, 0, SEEK_END);
    if(f_len == -1)
    {
        perror("lseek");
        return -1;
    }

    // 建立文件映射
    char *start = mmap(NULL, f_len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if(start == MAP_FAILED)
    {
        perror("mmap");
        return -1;
    }

    // 写入数据
    strcpy(start, "haha\n");

    // 解除映射
    if(munmap(start, f_len) == -1)
    {
        perror("munmap");
        return -1;
    }

    // 关闭文件描述符
    close(fd);
    return 0;
}

到了这里,关于C语言文件的相关操作的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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    2023年04月08日
    浏览(36)
  • Ubuntu磁盘和目录和文件的相关操作

    目录 0、常见操作 1、目录的切换 2、查看目录及文件 3、目录的常见操作 4、文件的常见操作 0、常见操作 关机命令 重启命令 清除终端屏幕上的内容 显示最近执行的命令历史记录 Ctrl + C :中断当前运行的命令 Ctrl + D :退出当前终端会话 Ctrl + Alt + T :打开新终端窗口。 Ctrl

    2024年02月04日
    浏览(34)
  • 微信小程序文件相关操作(新建文件夹、下载、解压、读取等)

    wx.downloadFile()  //下载 wx.getFileSystemManager()  //获取小程序的文件管理器 FileSystemManager.unzip() //解压 FileSystemManager.readdir()  //读取文件夹 FileSystemManager.readFile()  //读取文件 FileSystemManager.access() //判断文件/目录是否存在 FileSystemManager.mkdir()  //创建文件夹 index.js 在 onload 中获取 F

    2024年02月15日
    浏览(50)
  • 【Linux】 Linux用户权限、文件权限、权限操作相关介绍

    Linux下有两种用户:超级用户(root)、普通用户 其中, root用户的权限 在Linux中可以看作是 不受任何管控 的,就像 Windows中的管理员 : 而除了 root 之外的其他的所有用户都只是 普通用户 ,普通用户的权限是 受到管控 的 root 和 所有普通用户 都是需要设置密码的 ,且root和其他

    2024年02月05日
    浏览(42)
  • 【Spring框架全系列】SpringBoot配置文件相关操作

    🌇哈喽,大家好,我是小浪。上篇博客我们已经学习了如何创建一个Spring项目,那么创建Spirng项目还可以直接通过在Spring官网的方式来创建,做法也非常的简单,感兴趣的小伙伴可以在C站搜个教程尝试一下;那么,今天我们就来学习SpringBoot如何配置文件;💡💡 📲目录 一

    2024年02月05日
    浏览(49)
  • Linux 终端命令之文件目录操作,对比Dos相关命令

    目录 前言 基础命令(文件目录相关的) cd命令 【英文帮助】 【对应Dos命令】 pwd命令 【英文帮助】 【对应Dos命令】 ls命令 【英文帮助】 【对应Dos命令】 tree命令 【英文帮助】 【对应Dos命令】 mkdir命令 【英文帮助】 【对应Dos命令】 rmdir/rm命令 【英文帮助】 【对应Dos命令

    2024年02月11日
    浏览(38)
  • 操作系统的最强入门科普(Unix/Linux篇)

    大家好,我是小枣君。 今天这篇文章,我们来聊聊 操作系统( Operating System ) 。 说到操作系统,大家都不会陌生。我们天天都在接触操作系统——用台式机或笔记本电脑,使用的是windows和macOS系统;用手机、平板电脑,则是android(安卓)和iOS系统。 如果是从事信息通信行

    2024年02月04日
    浏览(60)
  • Node.js-fs模块文件创建、删除、重命名、文件内容的写入、读取以及文件夹的相关操作

    异步写入:writeFile() 同步写入:writeFileSync() 异步追加写入:appendFile() 同步追加写入:appendFileSync() 方式一(appendFile): 方式二(writeFile): fs.createWriteStream( path [, options ] ) 程序打开一个文件是需要消耗资源的 ,流式写入可以减少打开关闭文件的次数。 流式写入方式适用于

    2024年02月14日
    浏览(104)

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