底層文件訪問

open系統(tǒng)調用

#include <fcntl.h> #include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h>  int open(const char *path, int oflags);
int open(const char *path, int oflags, mode_t mode);

在遵循POSIX規(guī)范的系統(tǒng)上，使用open系統(tǒng)調用并不需要包含頭文件sys/types.h和sys/stat.h，但在某些UNIX系統(tǒng)上，他們可能必不可少。

open系統(tǒng)調用建立了一條從到文件或設備的訪問路徑，該調用將得到與該文件相關聯(lián)的文件描述符(file discriptor)
任何一個進程可以同時打開的文件數(shù)目有限，通常由limits.h頭文件中的常量OPEN_MAX定義，該值與系統(tǒng)有關，且這個限制本身還受到系統(tǒng)全局性限制影響，所以一個程序未必總是可以打開這么多文件。在Linux系統(tǒng)中，這個限制可以隨著系統(tǒng)運行而調整，所以OPEN_MAX并不是一個常量。它通常一開始就被設置未256

oflag參數(shù)包括下列值的組合（用“按位與”操作）

當你使用帶有O_CREAT標志的open調用時，你必須使用帶3個有參數(shù)的open調用。第3個參數(shù)mode是幾個標志位按位或后得到的，這些標志在頭文件sys/stat.h中定義

用戶掩碼（由umask命令設定）會影響被創(chuàng)建文件的訪問權限open調用中參數(shù)mode的值與當前用戶掩碼的反值做與操作

write系統(tǒng)調用

#include <stdio.h> 
size_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes);

write系統(tǒng)調用把緩沖區(qū)buf中的前n個bytes寫入與文件描述符fd相關的文件中。

返回實際寫入的字節(jié)數(shù)，返回值可能小于nbytes。如果返回0，表示未寫入數(shù)據(jù)；如果返回-1，表示write調用出錯，錯誤代碼保存在全局變量errno中。

read系統(tǒng)調用

 #include <unistd.h> 
 size_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes);

read系統(tǒng)調用從與文件描述符fd相關聯(lián)的文件中讀入nbytes字節(jié)的數(shù)據(jù)，并把它們放到buf中。

返回實際讀入的字節(jié)數(shù)，可能會小于nbytes。如果返回0，表示未讀入任何數(shù)據(jù)，已到達文件尾；返回-1表示出現(xiàn)錯誤。

close系統(tǒng)調用

#include <unistd.h> 
int close(int fd);

close調用終止文件描述符fd與其對應文件之間的關聯(lián)。文件描述符被釋放并能夠重新使用。close調用成功時候返回0，出錯時返回-1。
檢查close調用的返回結果非常重要。有的文件系統(tǒng)，特別使網(wǎng)絡文件系統(tǒng)，可能不會在關閉文件之前報告文件寫操作中出現(xiàn)的錯誤，這是因為在執(zhí)行寫操作時，數(shù)據(jù)可能未被確認寫入

lseek系統(tǒng)調用

#include <unistd.h> 
#include <sys/types.h> 

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

lseek系統(tǒng)調用對文件描述符的讀寫指針位置進行設置> 參數(shù)whence定義該偏移量offset的用法，可取下列值
| 參數(shù) | 解釋 |
| ------------- |:-------------:|
|SEEK_SET|絕對位置|
|SEEK_CUR|相對于當前位置|
|SEEK_END|相對于文件尾|

fstat stat lstat系統(tǒng)調用

#include <unistd.h> 
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h> 
int fstat(int fd, struct stat *buf);
int stat(const char *path, struct stat *buf); 
int lstat(const char *paht, struct stat *buf);

fstat系列調用返回與打開的文件描述符相關聯(lián)的文件的狀態(tài)信息，該信息將被寫入buf中
stat和lstat返回的使通過文件名查詢到的狀態(tài)信息。它們產(chǎn)生相同效果，但當文件是符號鏈接時，lstat返回的是該符號鏈接本身的信息，而stat返回的使該鏈接指向文件的信息。

標準IO庫

在標準IO庫中，與底層文件描述符對應的流（stream），它被實現(xiàn)為指向結構體FILE的指針（FILE ）> 在啟動程序時，有三個文件流被自動打開的。它們是stdin stdout stderr他們與底層文件描述符0 1 2相對應，分別代表標準輸入 標準輸出 標準錯誤輸出IO函數(shù)可能存在緩沖區(qū)安全問題，應該避免使用這樣的函數(shù)，或者十分謹慎地使用有安全問題的函數(shù)*

fopen函數(shù)

#include <stdio.h> 
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

fopen打開由參數(shù)filename指定的文件，并把它與一個文件流關聯(lián)起來。> > 參數(shù)mode指定文件的打開方式，取下列字符串中的值。

字母b表示文件是一個二進制(binary)文件fopen調用成功將會返回一個非空的FILE指針，失敗時返回NULLunix和Linux把所有文件都看成二進制文件，參數(shù)mode必須是字符串，所以總是應該使用雙引號，而不是單引號*
可用的文件流數(shù)量也是有限的。實際限制由頭文件stdio.h中的FOPEN_MAX定義，它的值至少為8，在linux系統(tǒng)中通常是16。

fread函數(shù)

#include <stdio.h> 
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nitems, FILE *stream);

數(shù)據(jù)從文件流stream讀到ptr指向的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中。fread和fwrite都是對數(shù)據(jù)記錄進行操作，size參數(shù)指定每個數(shù)據(jù)記錄的長度，計數(shù)器ntimes給出要傳輸?shù)挠涗泜€數(shù)。
返回值是成功讀到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里的記錄個數(shù)(不是字節(jié)數(shù)）。當?shù)竭_文件尾，它的返回值可能會小于ntimes，甚至可以是0。

fwrite函數(shù)

 #include<stdio.h> 
 size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nitems, FILE *stream);

fwrite與fread有相似的接口。它從指定的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)記錄，并把它們寫到文件流stream中。
返回值是成功寫入的記錄個數(shù)

fclose函數(shù)

#include <stdio.h> 
int fclose(FILE *stream);

fclose函數(shù)關閉指定的文件流stream，使所有尚未寫出的數(shù)據(jù)寫出。如果要確保數(shù)據(jù)已經(jīng)全部寫出，就應該調用fclose函數(shù)。當程序正常結束時，會自動對所有還打開的文件流調用fclose函數(shù)。

fflush函數(shù)

#include <stdio.h>
int fflush(FILE *stream);

將文件流里所有尚未寫出的數(shù)據(jù)立刻寫出。有時在調試程序時，可以用它來確認程序正在寫數(shù)據(jù)而不是被掛起了。調用fclose函數(shù)隱含執(zhí)行了一次flush操作

fseek函數(shù)

fseek函數(shù)與lseek函數(shù)系統(tǒng)調用對應的文件流函數(shù)。它在文件流里為下次讀寫操作指定位置。offset和whence參數(shù)的含義和取值與前面的lseek系統(tǒng)調用完全一樣。但是fseek返回一個證書：0表示成功，-1表示失敗并設置errno支出錯誤。

fgetc getc getchar函數(shù)

 #include <stdio.h> 
 int fgetc(FILE *stream); 
 int getc(FILE *stream); int getchar();

fgetc函數(shù)從文件流stream取出下一個字節(jié)并把它作為一個字符返回。當它到達文件尾或者出現(xiàn)錯誤時，它返回EOF(end of file)。可以通過ferror或者feof來區(qū)分> getc的作用和fgetc相同，但是它有可能被實現(xiàn)為一個宏(macro)，如果這樣，stream參數(shù)就可能被計算不止一次，所以它不能有副作用。此外，不能保證能夠使用getc的地址作為函數(shù)指針

getchar函數(shù)相當于getc(stdin)，它從標準輸入里讀取下一個字符。

fputc putc putchar函數(shù)

 #include<stdio.h> 
 int fputc(int c, FILE *stream);
 int putc(int c, FILE *stream); 
 int putchar(int c);

fputc函數(shù)把字符c寫到文件流stream中。它返回寫入的值，如果失敗則返回EOF.> putc函數(shù)作用相當于fputc，但它可能被實現(xiàn)為一個宏。
putchar函數(shù)相當于putc(c, stdout)，它把單個字符寫到標準輸出。注意,putchar和getchard都是把字符當做int類型而不是插入類型。這就允許文件尾(EOF)取值-1，這是一個超出字符數(shù)字編碼范圍的值。

fgets gets函數(shù)

#include <stdio.h> 
char *fgets(char *s, int n, FILE *stream);  
char *gets(char *s);

fgets函數(shù)把讀到的字符寫到s指向的字符串里，知道出現(xiàn)下列情況：

1. 遇到換行符
2. 已經(jīng)傳輸了n-1個字符
3. 到達文件尾
   它會把遇到的換行符也傳遞到接收字符串，再加上一個表示結尾的空字符\0。
   當調用成功時，fgets返回一個指向字符串s的指針。如果文件流已經(jīng)到達文件尾，fgets會設置這個文件流的EOF標志并返回一個空指針。如果出現(xiàn)讀錯誤，fgets返回一個空指針并設置errno。

gets函數(shù)類似于fgets函數(shù)，但gets函數(shù)存在緩沖區(qū)溢出問題，不推薦使用

格式化輸入和輸出

printf fprintf sprintf snprintf函數(shù)

#include <stdio.h> 
int printf(const char *format, ...); 
int sprintf(char *s, const char *format, ...);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
int snprintf(char *s, size_t size, const char *format, ...);

snprintf修復了緩沖區(qū)問題，推薦使用

snprintf將可變個參數(shù)(...)按照format格式化成字符串，然后將其復制到str中(1) 如果格式化后的字符串長度 < size，則將此字符串全部復制到str中，并給其后添加一個字符串結束符('\0')；
(2) 如果格式化后的字符串長度 >= size，則只將其中的(size-1)個字符復制到str中，并給其后添加一個字符串結束符('\0')返回值為欲寫入的字符串長度。

常見格式控制符:

-------#### scanf fscanf sscanf函數(shù)
#include <stdio.h> int scanf(const char *format, ...);
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
int sscanf(const char *s, const char *format, ...);

scanf系列函數(shù)實現(xiàn)有漏洞，使用不夠靈活，不推薦使用

錯誤處理

本文中的許多函數(shù)和系統(tǒng)調用都可能失敗。它們會在失敗時候設置外部變量errno來指明失敗原因
#include <errno.h>
extern int errno;

你必須在函數(shù)調用失敗之后立刻對其進行檢查，你總是應該在使用它之前將它復制到另一個變量，因為它的值可能被下一個函數(shù)調用覆蓋，即使下一個函數(shù)并沒有出錯，也可能會覆蓋這個變量

以上錯誤代碼均保存在頭文件errno.h中

#include<stdio.h> int ferror(FILE *stream);
int feof(FILE *stream); 
void clearerr(FILE *stream);

ferror函數(shù)測試文件流stream的錯誤標識，如果該標識被設置就返回一個非0值，否則返回0
feof函數(shù)測試一個文件流的文件尾標識，如果該標識被設置就返回非0值，否則返回0。
clearerror函數(shù)的作用是清除由stream指向的文件流的文件尾標識和錯誤標識。它無返回值，也未定義任何錯誤。

 #include <string.h> char *strerror(int errnum);

strerror函數(shù)把錯誤代碼映射成一個字符串，該字符串對錯誤代碼進行解釋。
#include <stdio.h> void perror(const char *s);

perror函數(shù)把errno變量中的當前錯誤映射成一個字符串，并把它輸出到標準錯誤輸出流(stderr)。該字符串的前面加上字符串s（如果不為空），再加上一個冒號和空格。

void *指針類型

void即“無類型”，void *則為“無類型指針”，可以指向任何數(shù)據(jù)類型。反之則不然,例如:
void *p;
int *a;
p = a; //合法
a = p; //不合法
a = (int *) p; //合法

如果函數(shù)的參數(shù)可以是任意類型指針，那么應聲明其參數(shù)為void*。例如內(nèi)存操作函數(shù):

void * memcpy(void *dest,const void *src,size_t len);

從源src所指的內(nèi)存地址的起始位置開始拷貝n個字節(jié)到目標dest所指的內(nèi)存地址的起始位置中。返回指向dest

void * memset(void *buffer,int c,size_t num);

將buffer中前n個字節(jié)用c替換并返回buffer 。