[APUE] 文件 I/O 之 Read/Write/Lseek

前言

上一篇文章,主讲了 Open/Close 的 API ,以及简单的用法.

代码 Git 地址 SuzhenProjects/ApueProject

常用函数复习

• open 打开或者创建一个用来读/写的文件
• read 读取用户指定的 Input
• write 写入到指定的 Output
• lseek 重新定位读写游标的位置
• close 删除(关闭)一个文件描述符

Tips: 通过 man 2 <Command> 可以查询你系统的这些 API 档案

Read 函数 ssize_t read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);

• fildes 文件描述符,可以是一个简单的文件,也可以是一个网络套接字
• buf 读取数据的data, 会被存储到 buf中
• nbyte 期望一次性读取的数据大小,注意这是一个无符号数
• 返回值
  • 返回值是一个有符号数,0成功,-1失败.
  • 如果失败,需要检查 errno

Write 函数 ssize_t write(int fildes, const void *buf, size_t nbyte);

• fildes 文件描述符,可以是一个简单的文件,也可以是一个网络套接字
• buf 数据区,nbyte长度的数据传送到文件描述符中
• nbyte 期望写入的数据长度,注意这是一个无符号数
• 返回值
  • 返回值是一个有符号数,0成功,-1失败.
  • 如果失败,需要检查 errno

Tips: read和write 函数,两者形式上,基本类似,利用这点,可以很方便的进行记忆

Lseek 函数 off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence);

offset 参数具体意义,是根据 whence 来确定的.
lseek 如果作用在管道, FIFO,或者网络套接字上,会返回错误ESPIPE

• fildes 文件描述符,一般我们用在一个本地文件上

• offset 和whence 作用

  whence	offset意义
  SEEK_SET	偏移到指定的 offset上
  SEEK_CUR	在当前的读写偏移量的基础上,继续偏移offset个位置, offset 可正可负
  SEEK_END	在当前文件长度的基础上,为文件长度增加offset, offset 可正可负

• 返回值

  • 如果执行成功,返回当前最新的偏移量

实战 C++

我们设计的这段程序,需要先在程序运行目录创建一个test.txt 文件.随机写入一些数据,然后保存并关闭该文件.

//
// Created by suzhen on 05/01/2018.
//

#include <unistd.h>
#include <cstdio>
#include <fcntl.h>
#include <cstring>
#include <cerrno>

int main(int argc, char **argv) {
    static constexpr char TEST_FILE[]{"test.txt"};
    int test_file_fd = ::open(TEST_FILE, O_RDWR, 0644);
    if (test_file_fd < 0) {
        printf("%s 文件打开失败, %s\n", TEST_FILE, strerror(errno));
        return 1;
    }
    //注意,这段程序其实我们只能读取 0xFF-1 个c har
    constexpr size_t read_buf_size = 0xFF;
    char read_buf[read_buf_size]{'\0'};
    ssize_t read_sz = ::read(test_file_fd, (void *) read_buf, read_buf_size - 1);
    if (read_sz < 0) {
        printf("文件读取失败, %s\n", strerror(errno));
        ::close(test_file_fd);
        return 2;
    }
    printf("文件内容是 \n%s\n", read_buf);
    //追加一段内容,由于 read 的作用,当前读写游标已经移动到了末尾
    constexpr char append_string[]{"\n我直接追加到末尾!"};
    ssize_t write_sz = ::write(test_file_fd, append_string, strlen(append_string));
    if (write_sz < 0) {
        printf("文件写入失败, %s\n", strerror(errno));
        ::close(test_file_fd);
        return 3;
    }
    //seek到指定位置写,这里为了简单,直接 seek 到文件的开头的位置
    off_t seek_offset = lseek(test_file_fd, 0, SEEK_SET);
    if (seek_offset != 0) {
        printf("偏移到文件开始的位置,操作失败\n");
        ::close(test_file_fd);
        return 4;
    }
    printf("成功偏移到文件开始的位置\n");
    constexpr char insert_string[]{"我直接插入到头部!这会覆盖之前的内容"};
    ssize_t insert_sz = ::write(test_file_fd, insert_string, strlen(insert_string));
    if (insert_sz < 0 || insert_sz != strlen(insert_string)) {
        printf("在文件头部写入数据,操作失败\n");
        ::close(test_file_fd);
        return 5;
    }
    return 0;
}

重点

使用 read,write,close 这三个函数,仿佛就在操作数组一样,我们没法很轻松的在文件头插入一行数据,只能在末尾写入一段字符.
一旦在文件的头部进行 write文件头部的数据,直接会覆盖之前的内容,这也许不是我们想要的操作,如果你想要更加直观的操作一个文件,我们可以使用 fopen,fput... 等等专业面向文件的 API.