结构体fd和FILE的比较
1、文件描述符fd
fd是一个整数,在open时产生。起到一个索引的作用,进程通过PCB中的文件描述符表找到该fd所指向的文件指针file,因此在Linux系统下面,文件描述符主要是被用来标识一个文件。内核通过文件对象表来管理系统中各种各样的文件,而文件表则是通过指针来指向打开的文件,进而达到管理整个文件系统的目的。
2、文件指针FILE
文件指针FILE指向的是一个结构体,它实际上是由系统定义的一个结构,该结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。在编写源程序时不必关心FILE结构的细节。
在使用文件时,需要在内存中为其分配空间,用来存放文件的基本信息,给结构体类型是由系统定义的,C语言规定该类型为FILE型。
简单来说 FILE*中的内容包括文件描述符和缓冲区。
使用fopen,fclose,fread,fwrite对文件进行操作,他们属于C库函数,在lib层中。返回值为FILE*。FILE*为文件指针。
文件指针是指向一个FILE的结构体,这个结构体里包括一个文件描述符和一个I/O缓冲区。文件描述符用于C标准的IO库调用中,用于标识文件。
系统调用接口为:open/close/read/write
他们的返回值为文件描述符(fb),类型为int.
文件描述符就是open文件时产生的一个很小的正整数,是一个索引值,它用于UNIX系统中,用于标识文件。内核会为每一个运行中的进程在进程控制块PCB中维护一个打开文件的记录表,也就是文件对象表,每一个表项都有一个指针指向打开的文件,上边的索引值就是记录表的索引值。
打开一个进程后,要打开默认的输出输入流,他们分别为:stderr,stdin , stdout.对应的文件描述符为0,1,2。
open和fopen的区别:
1、open是UNIX系统调用函数,返回的是文件描述符。无缓冲、移植性有限。属于低级IO函数,open函数,在文件读写时则每次都需要进行用户态和内核态之间的切换,与write,read配合使用
2、fopen是ANSIC标准中的C语言库函数,返回的是一个指向文件结构的指针。有缓冲、具有良好的可移植性,属于高级IO函数,使用fopen函数,在用户态下有了缓冲,因此在文件的读写操作时减少了用户态和内核态的切换。与fread、fwrite配合使用。
使用场合:
1、如果顺序访问文件,fopen系列函数比直接调用open系列要快。
2、如果随机访问文件,fopen系列函数比直接调用open系列要慢。
下面主要介绍open系列函数,因为fopen系列函数在C语言中就已经学过了。
//功能:打开文件
int open(const char *path,inr flags);
参数:
path:要打开的文件
flags打开方式
O_RDONLY:只读方式打开
O_WRONLY:只写方式打开
O_RDWR:以读写方式打开
O_EXCL:创建已存在的文件会报错
O_TRUNC:清空文件
O_APPEND:追加
返回值:
失败:-1;
成功:文件描述符;
文件描述符
stdin 0;//标准输入
stdout 1;//标准输出
stderr 2;//标准错误
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{
int fd=open("my.p",O_RDONLY);
char buf[2];
while(1){
read(fd,buf,1);
printf("read: %c \n",buf[0]);
sleep(1);
}
close(fd);
}
//创建文件
EEXIST:表示要创建的文件已经存在的错误,是一个宏。
int open(const char *path,int flags,mode_t mode);
path:要创建的文件名;
flags:O_CREAT(创建)
mode:权限 0644
//读文件
//功能:从fd文件中读取数据到buf所指向的空间,这个空间的大小是len
//返回值:实际读取的字节数
int read(int fd,char *buf,size_t len);
//往fd所指向的文件写入数据,数据的起始地址是buf,大小为len
int write(int fd,const char *buf,size_t len);
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{
int fd=open("my.p",O_WRONLY);
char buf[2]={'a'};
int i=0;
while(1){
int r=write(fd,buf,1);
printf("write ok:r=%d [%c]\n",r,buf[0]);
sleep(1);
i++;
buf[0]='a'+i%25;
}
close(fd);
}
//关闭文件
int close(int fd);
//定位
int lseek(int fd,off_t offset,int whence);
///第一个参数:打开的文件,
offset :偏移量
whence:
SEEK_SET :将 文件读写位置移动到文件开头
SEEK_CUR :从文件当前位置计算偏移量
SEEK_END:从文件结尾处计算偏移量
//返回值:从新的先对于文件开头的偏移量
int ftruncate(int fd,off_t length);
函数功能:改变文件的大小。
说明:会将参数fd指定的文件改为参数length指定的大小,参数fd为打开的文件描述词,而且必须是以写入模式打开的文件。如果原来的文件比length大,则删去超过的部分。
返回值0、-1;
注意事项:此函数并未实质性的向磁盘写入数据、只是分配了一定的空间供当前文件使用。
文件描述符表: