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Linux(C/C++)下的文件操作open、fopen与freopen

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Linux(C/C++)下的文件操作open、fopen与freopen


open是linux下的底层系统调用函数,fopen与freopen c/c++下的标准I/O库函数,带输入/输出缓冲。


linxu下的fopen是open的封装函数,fopen最终还是要调用底层的系统调用open。


所以在linux下如果需要对设备进行明确的控制,那最好使用底层系统调用(open),




open对应的文件操作有:close, read, write,ioctl 等。


fopen 对应的文件操作有:fclose, fread, fwrite, freopen, fseek, ftell, rewind等。


freopen用于重定向输入输出流的函数,该函数可以在不改变代码原貌的情况下改变输入输出环境,但使用时应当保证流是可靠的。详细见第3部分。

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open和fopen的区别:


1,fread是带缓冲的,read不带缓冲.  


2,fopen是标准c里定义的,open是POSIX中定义的.  


3,fread可以读一个结构.read在linux/unix中读二进制与普通文件没有区别.  


4,fopen不能指定要创建文件的权限.open可以指定权限.  


5,fopen返回文件指针,open返回文件描述符(整数).  


6,linux/unix中任何设备都是文件,都可以用open,read.

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1、open系统调用(linux)


需要包含头文件:#include


                            #include


                            #include 

函数原型int open( const char * pathname, int oflags);


                  int open( const char * pathname,int oflags, mode_t mode);


          


mode仅当创建新文件时才使用,用于指定文件的访问权限。

pathname 是待打开/创建文件的路径名;

oflags用于指定文件的打开/创建模式,这个参数可由以下常量(定义于 fcntl.h)通过逻辑或构成。


   O_RDONLY       只读模式 


   O_WRONLY      只写模式 


   O_RDWR          读写模式



以上三者是互斥的,即不可以同时使用。

打开/创建文件时,至少得使用上述三个常量中的一个。以下常量是选用的:


   O_APPEND         每次写操作都写入文件的末尾 


   O_CREAT            如果指定文件不存在,则创建这个文件 


   O_EXCL               如果要创建的文件已存在,则返回 -1,并且修改 errno 的值


   O_TRUNC           如果文件存在,并且以只写/读写方式打开,则清空文件全部内容 


   O_NOCTTY         如果路径名指向终端设备,不要把这个设备用作控制终端。


   O_NONBLOCK   如果路径名指向 FIFO/块文件/字符文件,则把文件的打开和后继 I/O设置为非阻塞模式(nonblocking mode)。


//以下用于同步输入输出


   O_DSYNC          等待物理 I/O 结束后再 write。在不影响读取新写入的数据的前提下,不等待文件属性更新。 


   O_RSYNC          read 等待所有写入同一区域的写操作完成后再进行


   O_SYNC            等待物理 I/O 结束后再 write,包括更新文件属性的 I/O




当你使用带有O_CREAT标志的open调用来创建文件时,你必须使用有3个参数格式的open调用。第三个参数mode是几个标志按位或后得到的,


这些标志在头文件sys/stat.h中定义,如下所示:


  S_IRUSR:    读权限,文件属主


  S_IWUSR:   写权限,文件属主


  S_IXUSR:    执行权限,文件属主


  S_IRGRP:    读权限,文件所属组


  S_IWGRP:   写权限,文件所属组


  S_IXGRP:    执行权限,文件所属组


  S_IROTH:   读权限,其它用户


  S_IWOTH:  写权限,其它用户


  S_IXOTH:   执行权限,其它用户

返回值:成功则返回文件描述符,否则返回 -1。  返回文件描述符(整型变量0~255)。由open 返回的文件描述符一定是该进程尚未使用的最小描述符。只要有一个权限被禁止则返回-1。


错误代码:(均已E开头,将其去掉就是有关于错误的方面的单词或单词的缩写)


  EEXIST 参数pathname 所指的文件已存在,却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标。


  EACCESS 参数pathname所指的文件不符合所要求测试的权限。


  EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内。

  EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间。

  EINVAL 参数mode 不正确。


 
 ENAMETOOLONG 参数pathname太长。

  ENOTDIR 参数pathname不是目录。


  ENOMEM 核心内存不足。


  ELOOP 参数pathname有过多符号连接问题。


  EIO I/O 存取错误。




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ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);


参数:   


fd:要进行写操作的文件描述词。


buf:需要输出的缓冲区


count:最大输出字节计数  

返回值:成功返回写入的字节数,出错返回-1并设置errno


———————————————–.——————————————————————–


ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);  


参数:      


buf:需要读取的缓冲区


count:最大读取字节计数    
       

返回值:成功返回读取的字节数,出错返回-1并设置errno,如果在调read之前已到达文件末尾,则这次read返回0 。  

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2、fopen库函数


头文件


函数原型FILE * fopen(const char * path, const char * mode);


path字符串包含欲打开的文件路径及文件名,参数mode字符串则代表着流形态。


mode有下列几种形态字符串:


“r”或”rb”        以只读方式打开文件,该文件必须存在。


“w”或”wb”     以写方式打开文件,并把文件长度截短为零。


“a”或”ab”      以写方式打开文件,新内容追加在文件尾。


“r+”或”rb+”或”r+b”       以更新方式打开(读和写)


“w+”或”wb+”或”w+b”   以更新方式打开,并把文件长度截短为零。


“a+”或”ab+”或”a+b”     以更新方式打开,新内容追加在文件尾。



字母b表示文件时一个二进制文件而不是文本文件。(linux下不区分二进制文件和文本文件)


返回值:文件顺利打开后,指向该流的文件指针就会被返回。如果文件打开失败则返回NULL,并把错误代码存在errno 中。





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fread是一个函数。从一个文件流中读数据,最多读取count个元素,每个元素size字节,如果调用成功返回实际读取到的元素个数,如果不成功或读到文件末尾返回 0。


函数原型size_t fread ( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream) ;


参 数:


buffer:用于接收数据的内存地址


size:要读写的字节数,单位是字节


count:要进行读写多少个size字节的数据项,每个元素是size字节.


stream:输入流


返回值:实际读取的元素个数.如果返回值与count不相同,则可能文件结尾或发生错误,从ferror和feof获取错误信息或检测是否到达文件结尾.


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fwrite:向文件写入一个数据块


函数原型size_t fwrite(const void* buffer, size_t size, size_t count, FILE* stream);


参数:


buffer:是一个指针,对fwrite来说,是要获取数据的地址;


size:要写入内容的单字节数;


count:要进行写入size字节的数据项的个数;


stream:目标文件指针;


返回值:返回实际写入的数据块数目


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fflush:把文件流里的所有为写出数据立刻写出。


函数原型int fflush(FILE *stream);


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fseek:是lseek系统调用对应的文件流函数。它在文件流里为下一次读写操作指定位置。


函数原型:int fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);


参数stream为文件指针


参数offset为偏移量,正数表示正向偏移,负数表示负向偏移


参数fromwhere设定从文件的哪里开始偏移,可能取值为:SEEK_CUR、 SEEK_END 或 SEEK_SET


SEEK_SET: 文件开头


SEEK_CUR: 当前位置


SEEK_END: 文件结尾


其中SEEK_SET,SEEK_CUR和SEEK_END依次为0,1和2.


返回值:如果执行成功,stream将指向以fromwhere为基准,偏移offset(指针偏移量)个字节的位置,函数返回0。如果执行失败(比如offset超过文件自身大小),则不改变stream指向的位置,函数返回一个非0值。

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以下为linux下一个打开文件并显示文件内容的程序:





  1. #include   
  2. #include   
  3. #include   
  4. #include   
  5. #include   
  6. #include   
  7. #include   
  8.   
  9.   
  10. charchar * FILE_NAME = “/home/hzg/uart/download.bin”;     
  11. unsigned char file_buffer[20];  
  12.   
  13.   
  14. int main()  
  15. {  
  16.     FILEFILE * file_fd;  
  17.     int read_len, i;  
  18.   
  19.     file_fd = fopen(FILE_NAME,“rb”);  
  20.     if(file_fd == NULL)  
  21.     {  
  22.        perror(“errno”);  
  23.     }  
  24.     else   
  25.     {  
  26.        printf(“File Open successed!\n”);  
  27.     }  
  28.   
  29.     while(1)  
  30.     {  
  31.        read_len = fread(file_buffer, 116, file_fd);  
  32.          
  33.        if(read_len == –1)  
  34.        {  
  35.            printf(“File read error!\n”);  
  36.            perror(“errno”);  
  37.            exit(0);  
  38.        }  
  39.        else if(read_len == 0)  
  40.        {  
  41.            printf(“File read Over!\n”);  
  42.            break;  
  43.        }  
  44.        else   
  45.        {  
  46.            printf(“Read %d Byte From download.bin: “,read_len);  
  47.            for(i = 0; i < read_len; i++)  
  48.            {  
  49.                 printf(” %02x”,file_buffer[i]);  
  50.            }  
  51.            printf(“\n”);  
  52.        }  
  53.       
  54.        usleep(20000);  
  55.     }  
  56.   
  57.     fclose(file_fd);  
  58.     return 0;  
  59. }   



3、freopen


函数原型:FILE * freopen ( const char * filename, const char * mode, FILE * stream );


参数


filename: 要打开的文件名


mode: 文件打开的模式,和fopen中的模式(r/w)相同


stream: 文件指针,通常使用标准流文件(stdin/stdout/stderr)


返回值:如果成功则返回该指向该stream的指针,否则为NULL。


作用:用于重定向输入输出流的函数,将stream中的标准输入、输出、错误或者文件流重定向为filename文件中的内容。linux下需要重定向输出很容易使用 ./程序名 >test (>>test 追加),windows下的输入输出重定向可以使用freopen。

使用方法: 因为文件指针使用的是标准流文件,因此我们可以不定义文件指针。

我们使用freopen()函数以只读方式r(read)打开输入文件test.in ,freopen("test.in", "r", stdin);

这样程序的输入就会从标准输入流stdin转换到从文件"test.in"中输入

然后使用freopen()函数以写入方式w(write)打开输出文件test.out,freopen("test.out", "w", stdout);


程序的输出就会从原来的标准输出变成写入文件"test.out"中


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