总结文件操作函数（二）-C语言

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格式化读写：

#include <stdio.h>

int printf(const char *format, ...);                   //相当于fprintf(stdout,format,…);

int scanf(const char *format, …);

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);      //中间的参数为写入文件的格式

int fscanf(FILE *stream, const char *format, …);  //中间为从文件中读取的格式

int sprintf(char *str, const char *format, ...);         // eg:sprintf(buf,”the string is;%s”,str);

int sscanf(char *str, const char *format, …);        //从字符串中格式化读取

以f开头的将格式化后的字符串写入到文件流stream中 

以s开头的将格式化后的字符串写入到字符串str中

内核为每个进程维护一个已打开文件的记录表，文件描述符是一个较小的正整数（0—1023），它代表记录表的一项，通过文件描述符和一组基于文件描述符的文件操作函数，就可以实现对文件的读、写、创建、删除等操作。常用基于文件描述符的函数有open（打开）、creat（创建）、close（关闭）、read（读取）、write（写入）、ftruncate（改变文件大小）、lseek（定位）、fsync（同步）、fstat（获取文件状态）、fchmod（权限）、flock（加锁）、fcntl（控制文件属性）、dup（复制）、dup2、select和ioctl。基于文件描述符的文件操作并非ANSI C的函数。

此类函数打开文件后将文件名转化为当前最小可用的文件描述符，0，1，2已经被占用！

#include <sys/types.h>   //头文件

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h> //flag 常用的包括O_RDONLY,O_WRONLY,O_CREAT只读只写创建

int open(const char *pathname, int flags); //文件名  打开方式

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);//文件名  打开方式  权限

open(pathname,O_CREAT|O_WRONLY,mode; //创建并读取文件

open()函数出错时返回-1，相关参数如下：

flags和mode都是一组掩码的合成值，flags表示打开或创建的方式，mode表示文件的访问权限。

通过文件描述符读写文件

函数原型为：

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);//文件描述词  缓冲区  长度 数据从文件读到buf

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);  //buf中字符串写入文件

fd=1，write表示将文件从标准输出流输出，fd=0，read表示从标准输入流读入到buf中

对于read和write函数，出错返回-1，读取完了之后，返回0， 其他情况返回读写的个数（字节数）。

获取文件信息函数：

#include <sys/stat.h> 

int stat(const char *file_name, struct stat *buf); //通过文件名获取文件信息，并保存在buf所指的结构体stat中 

int fstat(int fd, struct stat *buf);   //文件描述词   stat结构体指针

返回值:     执行成功则返回0，失败返回-1，错误代码存于errno（需要include <errno.h>）

通过man stat查找结构体中包含文件的具体信息

select函数，目前本人多用于函数读写动态监听：

#include <sys/select.h>

#include <sys/time.h>

int select(int maxfd, fd_set *readset,fd_set *writeset, fd_set *exceptionset, const struct timeval * timeout);

返回:就绪描述字的正数目，0——超时，-1——出错

参数解释：

maxfd： 最大的文件描述符（其值应该为最大的文件描述符字 + 1）

readset： 内核读操作的描述符字集合

writeset：内核写操作的描述符字集合

exceptionset：内核异常操作的描述符字集合

timeout：等待描述符就绪需要多少时间。NULL代表永远等下去，一个固定值代表等待固定时间，0代表根本不等待，检查描述字之后立即返回。

其中readset、writeset、exceptionset都是fd_set集合。该集合的相关操作如下：

void FD_ZERO(fd_set *fdset);  /* 将所有fd清零 */

void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);  /* 增加一个fd */放入监听集合

void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);  /* 删除一个fd */

int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);  /* 判断一个fd是否为1 */

一般来说，在使用select函数之前，首先要使用FD_ZERO和FD_SET来初始化文件描述符集，在使用select函数时，会根据设置时间测试set集合中各个描述符的变化，某个描述符发生变化，会将描述符变为1，set变化说明当前并未阻塞。可循环使用FD_ISSET测试描述符集，测试描述符是否为1，这样就比较好理解了。在执行完对相关文件描述符之后，使用FD_CLR来清除描述符集。

另外，select函数中的timeout是一个struct timeval类型的指针，该结构体如下：

struct timeval

{

long tv_sec; /* second */   //秒

long tv_usec;  /* microsecond */ //微秒

};

将文件名描述符转化为文件指针（多用于不可用fopen打开的管道）：

fdopen函数　　相关函数：fopen，open，fclose 

#include<stdio.h> 

FILE * fdopen(int fildes,const char * mode); 

函数说明：fdopen取一个现存的文件描述符（我们可能从 o p e n , d u p , d u p 2 , f c n t l或p i p e函数得到此文件描述符）并使一个标准的I / O流与该描述符相结合。

此函数常用于由创建管道和网络通信通道函数获得的描述符。

因为这些特殊类型的文件不能用标准I/O fopen函数打开，首先必须先调用设备专用函数以获得一个文件描述符，然后用f d o p e n使一个标准I / O流与该描述符相结合。 　　

fdopen()会将参数fildes 的文件描述词，转换为对应的文件指针后返回。参数mode 字符串 　　则代表着文件指针的流形态，此形态必须和原先文件描述词读写模式相同。 　　mode有下列几种形态字符串： 　　r 打开只读文件，该文件必须存在。 　　w 打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。 　　 　　a 以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。 　　

对于f d o p e n，t y p e参数的意义则稍有区别。因为该描述符已被打开，所以 f d o p e n为写打开并不截断该文件。(例如，若该描述符原来是由 o p e n函数打开的，该文件那时已经存在，则其O _ T R U N C标志将决定是否截短该文件。f d o p e n函数不能截短它为写而打开的任一文件。 ）另外，标准I / O添加方式也不能用于创建该文件（因为如若一个描述符引用一个文件，则该文件一定已经存在）。 

下面贴一下自己联系函数用的代码，第一个是模仿linux ls -l 功能的函数：

//File Name: myls.c
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>
void mode_to_str(mode_t md,char *str);
void format(char *time);
int main(int argc,char *argv[])
{
	char *time;

	char str_mode[11];
	DIR *Pdir;
	struct stat mystat;
	struct dirent *myent;
	if(argc==1)
	{
		Pdir=opendir(".");
	}
	else
	{
		Pdir=opendir(argv[1]);
	}
	if(Pdir==NULL)
	{
		perror("open fail:");
		exit(-1);
	}
	printf("no,mode,uid,gid,");
	while((myent = readdir(Pdir))!=NULL)
	{
		memset(&mystat,0,sizeof(mystat));
		stat(myent->d_name,&mystat);
		memset(str_mode,0,11);
		mode_to_str(mystat.st_mode,str_mode);
		time=ctime(&mystat.st_atime);
		time=format(time);
	//	printf("%s\t",myent->d_name);
	//printf("size=%d,type=%c,name=%s\n",myent->d_reclen,myent->d_type,myent->d_name);
		printf("%10s. %2d %8d %8d %5d %s %s\n",str_mode,mystat.st_nlink,getpwuid(mystat.st_uid)->pw_name,getgrgid(mystat.st_gid)->gr_name,mystat.st_size,time,myent->d_name);

	}
	return 0;
}

void mode_to_str(mode_t md,char *str)
{
	strcpy(str,"----------");
	if(S_ISDIR(md))
	{
		str[0]='d';
	}
	if(md & S_IRUSR)
	{
		str[1]='r';
	}
	if(md & S_IWUSR)
	{
		str[2]='w';
	}
	if(md & S_IXUSR)
	{
		str[3]='x';
	}
	if(md & S_IRGRP)
	{
		str[4]='r';
	}
	if(md & S_IWGRP)
	{
		str[5]='w';
	}
	if(md & S_IXGRP)
	{
		str[6]='x';
	}
	if(md & S_IROTH)
	{
		str[7]='r';
	}
	if(md & S_IWOTH)
	{
		str[8]='w';
	}
	if(md & S_IXOTH)
	{
		str[9]='x';
	}
}
char *format(char *time)
{
	char *p;
	while((*time)!=' ')
	{
		time++;
	}
	p=time;
	while((*p)!=':')
	{
		p++;
	}
	p=p+3;
	(*p)='\0';
	return time;
}

像文件操作有标准io流一样，管道也支持文件流模式。用来创建连接到另一进程的管道，是通过函数popen和pclose。

函数原型：

#include <stdio.h>

FILE* popen(const char* command, const char* open_mode);

int pclose(FILE* fp);

函数popen()：允许一个程序将另一个程序作为新进程来启动，并可以传递数据给它或者通过它接收数据。command字符串是要运行的程序名。open_mode必须是“r”或“w”。如果open_mode是“r”，被调用程序的输出就可以被调用程序使用，调用程序利用popen函数返回的FILE*文件流指针，就可以通过常用的stdio库函数（如fread）来读取被调用程序的输出；如果open_mode是“w”，调用程序就可以用fwrite向被调用程序发送数据，而被调用程序可以在自己的标准输入上读取这些数据。

函数pclose()：用popen启动的进程结束时，我们可以用pclose函数关闭与之关联的文件流。

Example1：从标准管道流中读取  打印/etc/profile的内容
	#include <stdio.h>
	int main()
	{
		FILE* fp = popen("cat /etc/profile", "r");
char buf[512] = {0};
while(fgets(buf, sizeof(buf), fp))
{
   			puts(buf);
}
pclose(fp);
return 0;
	}

Example2：写到标准管道流   统计buf单词数
#include<stdio.h>
int main()
{
	char buf[]={"aaa  bbb  ccc  ddd  eee  fff  ggg  hhh"};
	FILE *fp = popen("wc -w", "w");
	fwrite(buf, sizeof(buf), 1, fp);
	pclose(fp);
	return 0;
}

管道函数原型：

#include <unistd.h> 

int pipe(int fds[2]);

管道在程序中用一对文件描述符表示，其中一个文件描述符有可读属性，一个有可写的属性。fds[0]是读，fds[1]是写。

函数pipe用于创建一个无名管道，如果成功，fds[0]存放可读的文件描述符，fds[1]存放可写文件描述符,并且函数返回0，否则返回-1。

通过调用pipe获取这对打开的文件描述符后，一个进程就可以从fds[0]中读数据，而另一个进程就可以往fds[1]中写数据。当然两进程间必须有继承关系，才能继承这对打开的文件描述符。

管道不象真正的物理文件，不是持久的，即两进程终止后，管道也自动消失了。

示例：创建父子进程，创建无名管道，父写子读
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int fds[2] = {0};
pipe(fds);
	char szBuf[32] = {'\0'};
	if(fork() == 0){	//表示子进程
		close(fds[1]);	//子进程关闭写
sleep(2);		//确保父进程有时间关闭读，并且往管道中写内容
		if(read(fds[0], szBuf, sizeof(szBuf)) > 0)
			puts(buf);
		close(fds[0]);	//子关闭读
		exit(0);
	}else{  			//表示父进程
		close(fds[0]);	//父关闭读
		write(fds[1],  "hello", 6);
		waitpid(-1, NULL, 0);		//等子关闭读
		//write(fds[1], "world",6);	//此时将会出现“断开的管道”因为子的读已经关闭了
		close(fds[1]);	//父关闭写
		exit(0);
	}
	return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
void my_handler(int num)
{
	wait(NULL);
	exit(0);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	int fd_w,fd_r;
	pid_t pid;
	char buf[1024];
//	int *stat=NULL;
	fd_w=open("1to2.fifo",O_WRONLY);
	fd_r=open("2to1.fifo",O_RDONLY);
	if(pid=(fork())>0)//father send
	{
		close(fd_r);

		signal(17,my_handler);//17信号来处理自己；
		FILE *fd=fdopen(fd_w,"w");
		if(fd==NULL)
		{
			perror("1to2 write failed!\n");
		}
		while(memset(buf,0,1024),fgets(buf,1024,stdin)!=NULL)
		{
			fprintf(fd,"trudream:%s",buf);//格式化输入
			fflush(fd);
		}
		fprintf(fd,"bye\n");
		kill(pid,2);//杀儿子
		close(fd_w);
		while(1);
		//	waitpid(-1,NULL,WNOHANG);
		//	wait(NULL);
	}
	else
	{
		close(fd_w);
		while(memset(buf,0,1024),read(fd_r,buf,1024)>0)
		{
			write(1,buf,strlen(buf));
			while((strncmp(buf,"bye",3)==0))
			{
				exit(0);
			}
		}
		close(fd_r);
	}
	return 0;
	
}

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
void handler(int num)
{
	wait(NULL);
	exit(0);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	int fd_w,fd_r;
	pid_t pid;
	char buf[1024];
	fd_r=open("1to2.fifo",O_RDONLY);
	fd_w=open("2to1.fifo",O_WRONLY);
	if((pid=fork())>0)//father receive
	{
		close(fd_w);
		signal(17,handler);
		while(memset(buf,0,1024),read(fd_r,buf,1024)>0)
		{
			write(1,buf,strlen(buf));
			if((strncmp(buf,"bye",3))==0)
			{
				break;
			}
		}
		close(fd_r);
		kill(pid,2);
		while(1);
	//	waitpid(-1,NULL,WNOHANG);
//		wait(NULL);
	}
	else
	{
		close(fd_r);
		FILE *fd=fdopen(fd_w,"w");
		if(fd==NULL)
		{
			perror("2to1 write failed !\n");
		}
		while(memset(buf,0,1024),fgets(buf,1024,stdin)!=NULL)
		{
			fprintf(fd,"麻麻的微笑:%s",buf);//格式化输入
			fflush(fd);
		}
		fprintf(fd,"bye\n");
		close(fd_w);
	}
	return 0;
}

服务器端设计：永久服务器通道（服务器端只从通道读）>创建set集>服务器通道描述符加入set,用于判断是否上线#上线则读取进程号，得到对应通道名，获取读写双通道文件描述符#客户端端口已满强制关闭进程，删除通道>加入set监听变化>循环FD_ISSET()

每个读管道的变化，若变化则读取管道信息

>判断管道前三个字符是不是bye结束字符串,是，下线操作(关闭进程，关闭读写管道，清-1客户端列表)

>不是，将管道信息发送到其他管道中（监听客户端中每一个非-1的，进行发送）

//File Name: sever.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#define NUM 500
typedef struct tag
{
	int s_read;
	int s_write;
}CLIENT_NODE;
int main(int argc,char *argv[])
{
	if(argc!=2)
	{
		printf("No Pipename!\n");
		exit(-1);
	}
	
	int client_pid; //客户端进程id
	int fd_read,fd_write;//记录管道文件描述符
	char buf[1024];
	char fifo_write[128];//这里写端是客户读端，  用于接受客户端创建的管道文件名
	char fifo_read[128];//读端是客户写端
	CLIENT_NODE client_infor[NUM];//用于放置每个聊天客户端读写管道
	int fd_sever;//管道名
	memset(client_infor,-1,sizeof(client_infor));
	fd_sever=open(argv[1],O_RDONLY);//只读方式开发服务器管道
	fd_set read_set,ready_set;//select集
	FD_ZERO(&read_set);
	FD_SET(fd_sever,&read_set);//加入集合
	struct timeval tm;
	while(1)
	{
		tm.tv_sec=0;
		tm.tv_usec=1000;//1微妙
		ready_set=read_set;
		select(1024,&ready_set,NULL,NULL,&tm);//轮询
		if(FD_ISSET(fd_sever,&ready_set))//有人连接服务器，上线
		{
			memset(buf,0,1024);
			if(read(fd_sever,buf,1024)==0)
			{
				continue;
			}
			client_pid= atoi(buf);  //获取进程号
			printf("client %d on!\n",client_pid);
			sprintf(fifo_read,"%d_write.fifo",client_pid);
			sprintf(fifo_write,"%d_read.fifo",client_pid);
			fd_write=open(fifo_write,O_WRONLY);
			fd_read=open(fifo_read,O_RDONLY);//>>????????
			int index;
			for(index=0;index<NUM;index++)
			{
				if(client_infor[index].s_read==-1)//有空地方
				{
					break;
				}
			}
			if(index<NUM)//放到连接列表
			{
				client_infor[index].s_read=fd_read;
				client_infor[index].s_write=fd_write;
			}
			else//client full 强制关闭客户端
			{
				kill(client_pid,0);
				close(fd_read);
				close(fd_write);
				unlink(fifo_write);
				unlink(fifo_read);
			}
			FD_SET(fd_read,&read_set);//上线加入列表
			//客户端上线请求结束
		}
		int index;
		for(index=0;index<NUM;index++)
		{
			if(FD_ISSET(client_infor[index].s_read,&ready_set))
			{
				char recvbuf[1024]="";
				read(client_infor[index].s_read,recvbuf,1024);
				if(strncmp(recvbuf,"bye",3)==0)//下线处理
				{
					printf("a client off!\n");
					close(client_infor[index].s_read);
					close(client_infor[index].s_write);//关描述符
					FD_CLR(client_infor[index].s_read,&read_set);//从列表中删去
					memset(client_infor+index,-1,sizeof(CLIENT_NODE));//重置
				}
				else//非下线信息
				{
					int send_index;
					for(send_index=0;send_index<NUM;send_index++)//看谁在线
					{
						if(client_infor[index].s_write!=-1)
						{
							write(client_infor[send_index].s_write,recvbuf,strlen(recvbuf));
						}
					}
				}
			}
		}


	}
	return 0;
	}

客户端设计：永久服务器管道（客户端只向此通道写入）>读写双通道（使用唯一的进程ID创建两通道）>向服务器管道写入唯一进程ID >open打开双通道转化为进程描述符>fork()创建父子进程>父进程负责写信息（用于杀死子进程kill()，unlink()删除通道文件，使用signal(),回收子进程，exit()自杀）

//File Name: myclient.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
void handler(int num)
{
	wait(NULL);
	exit(-1);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	if(argc!=2)
	{
		printf("Not Input PipeName!\n");
		exit(-1);
	}
	int fd_sever;//服务器管道标识符
	int fd_read,fd_write;//读写管道标识符
	char buf[1024];
	char fifo_write[128]="";
	char fifo_read[128]="";
	int pid;
	fd_sever=open(argv[1],O_WRONLY);//向服务器管道写入信息
	sprintf(fifo_read,"%d_read.fifo",getpid());
	sprintf(fifo_write,"%d_write.fifo",getpid());
	mkfifo(fifo_read,0666);
	mkfifo(fifo_write,0666);
	FILE *fp=fdopen(fd_sever,"w");
	if(fp==NULL)
	{
		perror("sever link failed!\n");
		exit(-1);
	}
	fprintf(fp,"%d",getpid());//提示服务器上线，并通过进程号告诉服务器自己的读写管道
	fflush(fp);
	fd_read=open(fifo_read,O_RDONLY);
	fd_write=open(fifo_write,O_WRONLY);//文件
	printf("%d begin talk!",getpid());
	if((pid=fork())>0)//父进程负责写
	{
		close(fd_read);
		signal(17,handler);
		//格式化输入
		FILE *fdw=fdopen(fd_write,"w");
		if(fdw==NULL)
		{
			printf("the fd_write is failed\n");
			exit(-1);
		}
		while(memset(buf,0,1024),fgets(buf,1024,stdin)!=NULL)
		{
			fprintf(fdw,"from %d :%s",getpid(),buf);
			fflush(fdw);
		}
		fprintf(fdw,"%s","bye");
		fflush(fdw);
		printf("kill child!\n");
		close(fd_write);
		kill(pid,9);
		unlink(fifo_read);
		unlink(fifo_write);
		while(1);
	}
	else
	{
		close(fd_write);
		while(memset(buf,0,1024),read(fd_read,buf,1024)>0)
		{
			fflush(stdout);
			write(1,buf,strlen(buf));
			fflush(stdout);
		}
		close(fd_read);
	}
	return 0;
}

总结文件操作函数（二）-C语言,布布扣,bubuko.com

总结文件操作函数（二）-C语言

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