基础IO 三携手创作，共同成长！这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第20天，点击查看活动详情 💦 为什么

携手创作，共同成长！这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第20天，点击查看活动详情

💦 为什么要学习文件系统接口

根据之前所说，在 C 语言中要访问硬件，必须贯穿计算机体系结构，而 fopen、fclose 等系列的库函数，其底层都要调用系统接口，这里它们对应的系统接口也很好记 —— 去掉 " f " 即为系统接口。不同语言所提供的接口本质是对系统接口封装，学习封装的接口本质学的就是语言级别的接口，换言之要学习不同的语言，就得会不同语言操作文件的方法，但实际上对特定的操作系统，最终都会调用系统提供的接口。

所以接下来我们当然是要学习系统接口，我们要学习它的原因主要有两点：其一，只要把它学懂了，以后学习其它语言上的文件操作，只是学习它的语法，底层就不用学习了；其二，这些系统接口，更贴近于系统，所以我们就能通过接口，来学习文件的若干特性。

在这里插入图片描述

💦 测试用例一

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    int fd = open("log.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0644);//打开
    if(fd < 0)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }

    //操作
    const char* msg = "Hello System Call!\n";
    write(fd, msg, strlen(msg));
    write(fd, msg, strlen(msg));
    write(fd, msg, strlen(msg));
    write(fd, msg, strlen(msg));
                                                           
    close(fd);//关闭 

    return 0;
}

使用 open 需要包含三个头文件，它有两个版本。版本一：以 flags 方式打开 pathname；版本二：以 flags 方式打开 pathname，并设置 mode 权限。

flags 可以是 O_RDONLY(read-only)、O_WRONLY(write-only)、O_RDWR(read/write)，且必须包含以上访问模式之一。此外访问模式还可以带上 |标志位，下面会介绍一两个标志位，实际还要看场景使用。
open("log.txt", O_WRONLY);

以写的方式打开一个存在的文件，它同 fopen 一样，如果没有写操作，原文件的内容不会被覆盖；如果写操作，原文件的内容会被覆盖成写的内容。
open("log.txt", O_WRONLY, 0644);

以写的方式打开不存在的文件，权限是 644，运行程序发现没有新建文件。

这里我们看到概要，我们发现 open 的返回值不是 FILE*，而是 int，接着我们再看下返回值说明，它说 open 会返回一个新的文件描述符(file descriptor)，如果打开失败，返回 -1。在 C 语言中我们把 FILE* 称为文件指针，FILE* 和 file descriptor 必然有联系，下面再谈。

我们发现它的返回值是 -1，所以这里打开文件失败了。

O_CREATE 发现文件不存在，将会新建文件，且必须指定 mode 权限(如果没有指定，那么新建的文件会变成可执行程序)，如果没有 O_CREATE，说明文件是存在的，则可忽略 mode 权限(就算写了权限也不会对原来的文件更改权限)。
open("log.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0644);

很明显，它和 fopen 不一样，fopen 如果以写的方式打开，文件不存在，则会新建文件，而这里的 open 想做到类似的效果，需要带上 O_CREAT 标志位。这里我们运行程序，发现文件描述符是 3，说明文件打开成功，而且权限被设置成了 644。

C 接口对比系统接口 ❗

fopen 的底层一定调用 open 的，系统是怎么保证这里如果没有目标文件，会自动新建呢？—— w 的底层就是 O_WRONLY|O_CREAT；另外 fopen 默认创建文件的权限是系统默认的；关于 fopen 和 open 的返回值类型为什么是 FILE* 和 int 一会再谈。
使用 close 关闭文件，需要包含 unistd 头文件。fd 是 open 的返回值。
使用 write 写入文件，需要包含 unistd 头文件。write 向 fd 文件描述符中写入 buf，写 count 个字节，返回值是写了多少个。

💦 测试用例二

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    int fd = open("log.txt", O_RDONLY);//打开
    if(fd < 0)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }

    //操作
    char buffer[1024];
    ssize_t sz = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);//期望读1023个,但实际可能只有100个,是从文件读,文件并不遵守字符串\0的规则,所以要主动\0
    if(sz > 0)
    {
    	buffer[sz] = '\0';//利用read的返回值,实际读到的个数就是该被\0的位置
    	printf("%s\n", buffer);
    }                                                       

    close(fd);//关闭 

    return 0;
}

要使用 read 读文件，需要包含 unistd 头文件。read 从 fd 文件描述符中读数据到 buf，读 count 个字节，返回值是实际读到的数据。

💦 测试用例三

#include<string.h>  
#include<stdio.h>  
#include<sys/types.h>  
#include<sys/stat.h>  
#include<fcntl.h>  
#include<unistd.h>

int main()
{
    int fd = open("log.txt", O_WRONLY|O_APPEND);//打开
    if(fd < 0)
    {
        perror("open");
        return 1;
    }
    
    //操作
    const char* msg = "Hello System Call!\n";
    write(fd, msg, strlen(msg));
    write(fd, msg, strlen(msg));                    
                                                      
    close(fd);//关闭                                  
                                                      
    return 0;                                         
}

open("log.txt", O_WRONLY|O_APPEND);

以写的方式追加一个存在的文件。