牛客网C++项目-Linux高并发服务器开发之第一章：Linux系统编程入门 学习笔记

news2024/11/16 4:40:46

1.1 Linux 开发环境搭建

由于仅是开发环境的搭建，所以只简单记述一下步骤

必备软件：

  • Ubuntu 18.04

  • XShell-用于远程登录，使用SSH协议，TCP连接，端口号22

  • XFtp，本次实验中尚未用到

  • Visual studio code，安装扩展包：

    • Remote Development，用于建立远程连接管理

      同样使用SSH建立连接

      为了便于后期操作，windows端与ubuntu端使用相同的公钥

      ssh-keygen -t rsa

      此处也可以记录一下原本的过程：

      （1）远程主机收到用户的登录请求，把自己的公钥发给用户。

      （2）用户使用这个公钥，将登录密码加密后，发送回来。

      （3）远程主机用自己的私钥，解密登录密码，如果密码正确，就同意用户登录。

    • 中文软件包

大体本节实验就结束了

1.2 && 1.3 GCC

GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套件）是由GNU开发的编程语言编译器。GNU还有其他语言，例如Java、Go的编译器套件，也包括了这些语言的库

GCC不仅支持C，还可以区分不同的C语言标准，支持用命令行选项来控制编译器在编译源代码时应该遵循哪个C标准。

查看标准可以使用如下命令

gcc/g++ -v/–version

编译文件的命令格式如下：

gcc 文件名.扩展名 -o 输出文件名

本节第二个内容有关于编程语言的发展：

image-20221230212448758

第三个内容有关 GCC的工作流程：

image-20221230212722069

预处理：指令-E，举例如下：

gcc test.c -E -o test.i

编译：指令-S

gcc test.i -S -o test.s

汇编：指令-c

gcc test.s -s -o test.o

.o文件已是可执行文件

第四个内容有关gcc和g++的区别
首先声明gcc和g++都是GNU（组织）的一个编译器

误区1：gcc只能用于编译c代码，g++只能编译c++代码。但实际上两者都可以

  • 后缀为.c的gcc把它当做c程序，而g++当做是c++程序

  • 后缀为.cpp的，两者都会认为是c++程序，c++的语法规则更加严谨一些

  • 编译阶段，g++会调用gcc，对于c++代码，两者等价，但因为gcc命令不能自动和c++程序使用的库链接，所以通常用g++完成链接。

    为了统一，索性直接用g++完成编译、链接，但实际上，gcc也可以完成.cpp程序的编译

误区2：gcc不会定义__cplusplus宏，而g++会

  • 实际上，该宏只是标志着编译器会把代码按照c还是c++语法来解释
  • 如果后缀为.c，并且采用gcc编译器，那么宏就是未定义的；使用g++就是已定义

误区3：编译只能用gcc，链接只能用g++

  • 严格来说，这句话不错，但是混淆了概念，应该说编译二者都可以用，而链接则可以用g++或者gcc -lstdc++

  • gcc命令不能自动和C++程序使用的库链接，所以通常用g++来完成链接，但在编译阶段，二者等价

内容5，GCC常用参数选项

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1.4 静态库的制作

此前也稍微了解过如何制作静态库

私密性好，方便部署与分发

image-20221231111053796 image-20221231111138141

简而言之需要先生成各文件的可执行文件，再将这些可执行文件封装入库

1.5 静态库的使用

1.6 动态库的制作与使用

image-20221231115842193 image-20221231120040305

1.7 动态库加载失败的原因

首先介绍一下动态库和静态库的工作原理：

  • 静态库：

  • 动态库：

  • 程序启动之后，动态库会被动态加载到内存中，通过ldd(list dynamic dependencies)命令检查动态库依赖关系

  • 如何定位共享库文件呢？

    当系统加载可执行代码时，能够直到其所依赖的库的名字，但是还需要知道绝对路径。此时就需要系统的动态载入器来获取该绝对路径。

    先后搜索DT_RPATH段→环境变量LD_LIBRARY_PATH→etc/ld.so.cache文件列表→/lib/,/usr/lib目录（不推荐，因为文件众多）

    找到库文件后将其载入内存

1.8 解决动态库加载失败问题

1.9 静态库和动态库的对比

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静态库制作过程：

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动态库制作过程：

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静态库的优缺点：

优点：

  • 被打包到应用程序之中，加载速度快
  • 发布程序无需提供静态库，移植方便

缺点：

  • 消耗系统资源，浪费内存（不管用不用，都得占内存）
  • 更新、部署、发布麻烦（每次修改都需要重新编译库文件）

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动态库的优缺点：

优点：

  • 可以实现进程间资源共享（共享库）
  • 更新、部署、发布简单
  • 可以控制何时加载动态库

缺点：

  • 加载速度比静态库慢
  • 发布程序时需要提供依赖的动态库

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1.10/11/12 Makefile

什么是Makefile？

一个工程中源文件不计其数，按照类型、功能、模块分别放在若干个目录中。

Makefile文件定义了一系列的规则来指定那些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，那些文件需要重新编译，甚至更复杂的功能操作。Makefile就像是一个shell脚本一样，也可以执行操作系统的命令。

文件一定要命名为makefile或者Makefile

Makefile规则：

  • 一个Makefile文件可以有一个或者多个规则：

    目标 ...: 依赖 ...
	命令（Shell命令）
	...
    • 目标：最终要生成的文件（伪目标除外）
    • 依赖：生成目标所需要的文件或是目标
    • 命令：通过执行命令对依赖操作生成目标（命令行前必须是Tab缩进）

  • Makefile中其他规则一般都是为了第一条规则服务的

Makefile工作原理：

  • 命令在执行前，需要检查规则中的依赖是否存在
    • 如果存在，执行命令
    • 如果不存在，向下检查其它规则，检查有没有一个规则是用来生成这个依赖的，如果找到了，则执行该规则中的命令
  • 检测更新，在执行规则中的命令时，会比较目标和依赖文件的时间
    • 如果依赖的时间比目标的时间晚，需要重新生成目标
    • 如果依赖的时间比目标的时间早，目标不需要更新，对应规则中的命令不需要被执行
      规定定义的条数多一些，可以令模块更新更加自由，效率有可能会更高

Makefile中的变量：

  • 自定义变量

    变量名 = 变量值，例如 var=hello

  • 预定义变量

    AR：归档维护程序的名称，默认值为ar

    CC：C编译器的名称，默认值为cc

    CXX：C++编译器的名称，默认值为g++

    $@：目标的完整名称

    $<：第一个依赖文件的名称

    $^：所有的依赖文件

  • 获取变量的值

    $（变量名）

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Makefile中的模式匹配：

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Makefile中的函数：

  • $(wildcard PATTERN ...)

    • 功能：获取指定目录下指定类型的文件列表

    • 参数：PATTERN 指的是某个或多个目录下的对应的某种类型的文件，如果有多个目录，一般使用空格间隔

    • 返回：得到的若干个文件的文件列表，文件名之间使用空格间隔

    • 示例：

      $(wildcard *.c ./sub/*.c)

      返回值格式：a.c b.c c.c d.c e.c f.c

  • $(patsubst <pattern>,<repalcement>,<text>)

    • 功能：查找<text>中的单词（单词以“空格”、“Tab”或“回车”“换行”分隔）是否符合模式<pattern>，如果匹配的话，则以<replacement>替换。

    • 参数：<pattern>可以包括通配符%，表示任意长度的字符串。如果<replacement>中也包含%，那么，<replacement>中的这个%将是<pattern>中的那个%所代表的字符串。（可以用\来转义，以\%来表示%字符串）。

    • 返回：函数返回被替换过后的字符串

    • 示例：

      $(patsubst %.c, %.o, x.c bar.c)

      返回值格式：x.o bar.o

  • clean属于目标中的一种，可以用于清除指定类型的文件

1.13~1.16GDB调试

GDB是GNU软件系统社区提供的调试工具，同GCC配套组成了一套完整的开发环境，GDB是Linux和许多类UNIX系统中的标准开发环境。

一般来说，GDB主要完成以下四个方面的功能：

  • 启动程序，按照自定义的要求随心所欲的运行程序
  • 可让被调试的程序在所指定的调试断点处停住（断点可以为条件表达式）
  • 当程序被停住时，可以检查此时程序中所发生的事
  • 可以改变程序，将一个BUG产生的影响修整从而测试其他BUG

GDB的官方吉祥物：射水鱼

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准备工作：

  • 通常，为调试而编译时，我们会关掉编译器的优化选项-O，并打开调试选项-g。另外，-Wall在尽量不影响程序行为的情况下选项打开所有的warning，也可以发现一些能避免bug的问题
  • gcc -g -Wall program.c -o program
  • -g选项的作用是在可执行文件中加入源代码的信息，比如可执行文件中第几条机器指令对应源代码的第几行（但并不是把整个源文件嵌入到可执行文件中），所以在调试时必须保证gdb能找到源文件。

GDB中的常见命令

基础命令——

  • 启动和退出

    gdb 可执行程序

    quit或者q

  • 设置参数（获取程序参数）

    set args 10 20

    show args

  • GDB 使用帮助

    help

行号相关——

  • 查看当前文件代码

    list/l 从默认位置显示

    list/l 行号 从指定的行显示

    list/l 函数名 从指定的函数显示

  • 查看非当前文件代码

    list/l 文件名：行号

    list/l 文件名：函数名

  • 设置显示的行数

    show list/listsize

    set list/listsize 行数

断点相关——

  • 设置断点

    b/break 行号

    b/break 函数名

    b/break 文件名：行号

    b/break 文件名：函数

  • 查看断点

    i/info b/break

  • 删除断点

    d/del/delete 断点编号

  • 设置断点无效

    dis/disable 断点编号

  • 设置断点生效

    ena/enable 断点编号

  • 设置条件断点（一般用于循环的位置）

    b/break 10 if i==5

正式调试相关——

  • 运行GDB程序

    start 程序停在第一行

    run 遇到断点才停

  • 继续运行，到下一个断点停止

    c/continue

  • 向下执行一行代码（不会进入函数体）

    n/next

  • 变量操作

    p/print 变量名 打印变量值

    ptype 变量名 打印变量类型

  • 向下单步调试（遇到函数进入函数体）

    s/step

    finish 跳出函数体

  • 自动变量操作

    display num 自动打印指定变量的值

    i/info display

    undisplay 编号

  • 其他操作

    set var 变量名=变量值

    until 跳出循环

1.17 标准C库IO函数和Linux系统IO函数对比

标准c库IO函数——可以跨平台

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主要区别在于调用与被调用：在Linux环境中，标准C库会调用Linux的系统函数

1.18 虚拟地址空间

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当进程运行后，就相当于上图所示的一个系统模型

虚拟内存由CPU进行管理

用户区：

内核区：普通用户无权限操作

1.19 文件描述符

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PCB属于内核区的内存管理模块，本质是一个复杂的结构体

每个进程都有一个文件描述符表，其是一个数组，大小为1024，前三位是默认被占用的

1.20 open打开文件

标准c库的api man 3 xxx

Linux的IO api man 2 xxx

1.21 open创建新文件

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

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
    参数：
        - pathname：
        - flags：对文件的操作权限和其他的位置
        - 必选项：O_RDONLY, O_WRONLY, or O_RDWR，三个选项相互互斥
        - 可选项：O_CREAT 文件不存在，就创建新文件
        - mode：八进制，表示创建出文件的操作权限，比如：0775
        但最终的权限是：mode & ~umask（和用户权限有关）

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

int main() {

    // 打开一个文件
    int fd = open("a.txt", O_RDONLY);

    if(fd == -1) {
        perror("open");
    }
    // 读写操作

    // 关闭
    close(fd);

    return 0;
}

1.22 read、write函数

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
    参数：
        - fd：文件描述符，通过open函数返回
        - buf：读入数据的存放地址，通常为数组地址
        - count：指定缓冲区的大小
        返回值：
        	- 成功：
        >0:返回实际的读取到的字节数
            =0：文件已经读取完了
            - 失败：-1，并且设置errno（error number）

            #include <unistd.h>
            ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    参数：
        - fd：同上
        - buf：要往磁盘写入的数据
        - count：要写的数据的实际大小
        返回值：
        	- 成功：实际写入的字节数
       		- 失败：返回-1，设置errno

int main() {

    int srcfd = open("english.txt", O_RDONLY);

    if (srcfd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    int destfd = open("cpy.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0664);
    if (destfd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    char buf[1024] = {0};

    int len = 0;
    while ((len = read(srcfd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
        write(destfd, buf, len);
    }

    close(destfd);
    close(srcfd);

}

1.23 Iseek函数

标准C库函数
#include <stdio.h>
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

Linux函数
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
	参数：
        - fd：文件描述符，通过open得到的，通过这个fd操作某个文件
        - offset：偏移量
        - whence:
	SEEK_SET
    	设置文件指针的偏移量
    SEEK_CUR
    	设置偏移量：当前位置 + 第二个参数offset的值
    SEEK_END
    	设置偏移量：文件大小 + 第二个参数offset的值
    返回值：返回文件指针的位置


    作用：
        1.移动文件指针到文件头
        lseek(fd, 0, SEEK_SET);

        2.获取当前文件指针的位置
        lseek(fd, 0, SEEK_CUR);

        3.获取文件长度
        lseek(fd, 0, SEEK_END);

        4.拓展文件的长度，当前文件10b, 110b, 增加了100个字节
        lseek(fd, 100, SEEK_END)
        注意：需要写一次数据

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

int main() {

    int fd = open("hello.txt", O_RDWR);

    if(fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    // 扩展文件的长度
    int ret = lseek(fd, 100, SEEK_END);
    if(ret == -1) {
        perror("lseek");
        return -1;
    }

    // 写入一个空数据
    write(fd, " ", 1);

    // 关闭文件
    close(fd);

    return 0;
}

1.24 stat、Istat函数

两个函数都有读取文件的信息有关

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

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
    作用：获取一个文件相关的一些信息
        参数:
    - pathname：操作的文件的路径
        - statbuf：结构体变量，传出参数，用于保存获取到的文件的信息
        返回值：
        成功：返回0
        失败：返回-1 设置errno

int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
    参数:
    - pathname：操作的文件的路径
        - statbuf：结构体变量，传出参数，用于保存获取到的文件的信息
        返回值：
        成功：返回0
        失败：返回-1 设置errno

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

int main() {

    struct stat statbuf;

    int ret = stat("a.txt", &statbuf);

    if(ret == -1) {
        perror("stat");
        return -1;
    }

    printf("size: %ld\n", statbuf.st_size);


    return 0;
}

1.25 模拟实现ls -l命令

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>
#include <time.h>
#include <string.h>

// 模拟实现 ls -l 指令
// -rw-rw-r-- 1 nowcoder nowcoder 12 12月  3 15:48 a.txt
int main(int argc, char * argv[]) {

    // 判断输入的参数是否正确
    if(argc < 2) {
        printf("%s filename\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    // 通过stat函数获取用户传入的文件的信息
    struct stat st;
    int ret = stat(argv[1], &st);
    if(ret == -1) {
        perror("stat");
        return -1;
    }

    // 获取文件类型和文件权限
    char perms[11] = {0};   // 用于保存文件类型和文件权限的字符串

    switch(st.st_mode & __S_IFMT) {
        case __S_IFLNK:
            perms[0] = 'l';
            break;
        case __S_IFDIR:
            perms[0] = 'd';
            break;
        case __S_IFREG:
            perms[0] = '-';
            break; 
        case __S_IFBLK:
            perms[0] = 'b';
            break; 
        case __S_IFCHR:
            perms[0] = 'c';
            break; 
        case __S_IFSOCK:
            perms[0] = 's';
            break;
        case __S_IFIFO:
            perms[0] = 'p';
            break;
        default:
            perms[0] = '?';
            break;
    }

    // 判断文件的访问权限

    // 文件所有者
    perms[1] = (st.st_mode & S_IRUSR) ? 'r' : '-';
    perms[2] = (st.st_mode & S_IWUSR) ? 'w' : '-';
    perms[3] = (st.st_mode & S_IXUSR) ? 'x' : '-';

    // 文件所在组
    perms[4] = (st.st_mode & S_IRGRP) ? 'r' : '-';
    perms[5] = (st.st_mode & S_IWGRP) ? 'w' : '-';
    perms[6] = (st.st_mode & S_IXGRP) ? 'x' : '-';

    // 其他人
    perms[7] = (st.st_mode & S_IROTH) ? 'r' : '-';
    perms[8] = (st.st_mode & S_IWOTH) ? 'w' : '-';
    perms[9] = (st.st_mode & S_IXOTH) ? 'x' : '-';

    // 硬连接数
    int linkNum = st.st_nlink;

    // 文件所有者
    char * fileUser = getpwuid(st.st_uid)->pw_name;

    // 文件所在组
    char * fileGrp = getgrgid(st.st_gid)->gr_name;

    // 文件大小
    long int fileSize = st.st_size;

    // 获取修改的时间
    char * time = ctime(&st.st_mtime);

    char mtime[512] = {0};
    strncpy(mtime, time, strlen(time) - 1);

    char buf[1024];
    sprintf(buf, "%s %d %s %s %ld %s %s", perms, linkNum, fileUser, fileGrp, fileSize, mtime, argv[1]);

    printf("%s\n", buf);

    return 0;
}

1.26 文件属性操作函数

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/*
    #include <unistd.h>
    int access(const char *pathname, int mode);
        作用：判断某个文件是否有某个权限，或者判断文件是否存在
        参数：
            - pathname: 判断的文件路径
            - mode:
                R_OK: 判断是否有读权限
                W_OK: 判断是否有写权限
                X_OK: 判断是否有执行权限
                F_OK: 判断文件是否存在
        返回值：成功返回0， 失败返回-1
*/

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {

    int ret = access("a.txt", F_OK);
    if(ret == -1) {
        perror("access");
    }

    printf("文件存在！！!\n");

    return 0;
}

/*
    #include <sys/stat.h>
    int chmod(const char *pathname, mode_t mode);
        修改文件的权限
        参数：
            - pathname: 需要修改的文件的路径
            - mode:需要修改的权限值，八进制的数
        返回值：成功返回0，失败返回-1

*/
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
int main() {

    int ret = chmod("a.txt", 0777);

    if(ret == -1) {
        perror("chmod");
        return -1;
    }

    return 0;
}

/*
    #include <unistd.h>
    #include <sys/types.h>
    int truncate(const char *path, off_t length);
        作用：缩减或者扩展文件的尺寸至指定的大小
        参数：
            - path: 需要修改的文件的路径
            - length: 需要最终文件变成的大小
        返回值：
            成功返回0， 失败返回-1
*/

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

int main() {

    int ret = truncate("b.txt", 5);

    if(ret == -1) {
        perror("truncate");
        return -1;
    }

    return 0;
}

1.27 目录操作函数

image-20230102223214408

/*
    #include <sys/stat.h>
    #include <sys/types.h>
    int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
        作用：创建一个目录
        参数：
            pathname: 创建的目录的路径
            mode: 权限，八进制的数
        返回值：
            成功返回0， 失败返回-1
*/

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

int main() {

    int ret = mkdir("aaa", 0777);

    if(ret == -1) {
        perror("mkdir");
        return -1;
    }

    return 0;
}

/*
    #include <stdio.h>
    int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

*/
#include <stdio.h>

int main() {

    int ret = rename("aaa", "bbb");

    if(ret == -1) {
        perror("rename");
        return -1;
    }

    return 0;
}

/*

    #include <unistd.h>
    int chdir(const char *path);
        作用：修改进程的工作目录
            比如在/home/nowcoder 启动了一个可执行程序a.out, 进程的工作目录 /home/nowcoder
        参数：
            path : 需要修改的工作目录

    #include <unistd.h>
    char *getcwd(char *buf, size_t size);
        作用：获取当前工作目录
        参数：
            - buf : 存储的路径，指向的是一个数组（传出参数）
            - size: 数组的大小
        返回值：
            返回的指向的一块内存，这个数据就是第一个参数

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

int main() {

    // 获取当前的工作目录
    char buf[128];
    getcwd(buf, sizeof(buf));
    printf("当前的工作目录是：%s\n", buf);

    // 修改工作目录
    int ret = chdir("/home/nowcoder/Linux/lesson13");
    if(ret == -1) {
        perror("chdir");
        return -1;
    } 

    // 创建一个新的文件
    int fd = open("chdir.txt", O_CREAT | O_RDWR, 0664);
    if(fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    close(fd);

    // 获取当前的工作目录
    char buf1[128];
    getcwd(buf1, sizeof(buf1));
    printf("当前的工作目录是：%s\n", buf1);
    
    return 0;
}

1.28 目录遍历函数

image-20230102224157091

image-20230102224804763

/*
    // 打开一个目录
    #include <sys/types.h>
    #include <dirent.h>
    DIR *opendir(const char *name);
        参数：
            - name: 需要打开的目录的名称
        返回值：
            DIR * 类型，理解为目录流
            错误返回NULL


    // 读取目录中的数据
    #include <dirent.h>
    struct dirent *readdir(DIR *dirp);
        - 参数：dirp是opendir返回的结果
        - 返回值：
            struct dirent，代表读取到的文件的信息
            读取到了末尾或者失败了，返回NULL

    // 关闭目录
    #include <sys/types.h>
    #include <dirent.h>
    int closedir(DIR *dirp);

*/
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int getFileNum(const char * path);

// 读取某个目录下所有的普通文件的个数
int main(int argc, char * argv[]) {

    if(argc < 2) {
        printf("%s path\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    int num = getFileNum(argv[1]);

    printf("普通文件的个数为：%d\n", num);

    return 0;
}

// 用于获取目录下所有普通文件的个数
int getFileNum(const char * path) {

    // 1.打开目录
    DIR * dir = opendir(path);

    if(dir == NULL) {
        perror("opendir");
        exit(0);
    }

    struct dirent *ptr;

    // 记录普通文件的个数
    int total = 0;

    while((ptr = readdir(dir)) != NULL) {

        // 获取名称
        char * dname = ptr->d_name;

        // 忽略掉. 和..
        if(strcmp(dname, ".") == 0 || strcmp(dname, "..") == 0) {
            continue;
        }

        // 判断是否是普通文件还是目录
        if(ptr->d_type == DT_DIR) {
            // 目录,需要继续读取这个目录
            char newpath[256];
            sprintf(newpath, "%s/%s", path, dname);
            total += getFileNum(newpath);
        }

        if(ptr->d_type == DT_REG) {
            // 普通文件
            total++;
        }


    }

    // 关闭目录
    closedir(dir);

    return total;
}

1.29 dup、dup2函数

image-20230102225600499 
/*
    #include <unistd.h>
    int dup(int oldfd);
        作用：复制一个新的文件描述符
        fd=3, int fd1 = dup(fd),
        fd指向的是a.txt, fd1也是指向a.txt
        从空闲的文件描述符表中找一个最小的，作为新的拷贝的文件描述符
*/

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

int main() {

    int fd = open("a.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);

    int fd1 = dup(fd);

    if(fd1 == -1) {
        perror("dup");
        return -1;
    }

    printf("fd : %d , fd1 : %d\n", fd, fd1);

    close(fd);

    char * str = "hello,world";
    int ret = write(fd1, str, strlen(str));
    if(ret == -1) {
        perror("write");
        return -1;
    }

    close(fd1);

    return 0;
}

/*
    #include <unistd.h>
    int dup2(int oldfd, int newfd);
        作用：重定向文件描述符
        oldfd 指向 a.txt, newfd 指向 b.txt
        调用函数成功后：newfd 和 b.txt 做close, newfd 指向了 a.txt
        oldfd 必须是一个有效的文件描述符
        oldfd和newfd值相同，相当于什么都没有做
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

int main() {

    int fd = open("1.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
    if(fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    int fd1 = open("2.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
    if(fd1 == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    printf("fd : %d, fd1 : %d\n", fd, fd1);

    int fd2 = dup2(fd, fd1);
    if(fd2 == -1) {
        perror("dup2");
        return -1;
    }

    // 通过fd1去写数据，实际操作的是1.txt，而不是2.txt
    char * str = "hello, dup2";
    int len = write(fd1, str, strlen(str));

    if(len == -1) {
        perror("write");
        return -1;
    }

    printf("fd : %d, fd1 : %d, fd2 : %d\n", fd, fd1, fd2);

    close(fd);
    close(fd1);

    return 0;
}

1.30 fcntl函数

image-20230102225629827

/*
    #include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>

    int fcntl(int fd, int cmd, ...);
    参数：
        fd : 表示需要操作的文件描述符
        cmd: 表示对文件描述符进行如何操作
            - F_DUPFD : 复制文件描述符,复制的是第一个参数fd，得到一个新的文件描述符（返回值）
                int ret = fcntl(fd, F_DUPFD);

            - F_GETFL : 获取指定的文件描述符文件状态flag
              获取的flag和我们通过open函数传递的flag是一个东西。

            - F_SETFL : 设置文件描述符文件状态flag
              必选项：O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR 不可以被修改
              可选性：O_APPEND, O)NONBLOCK
                O_APPEND 表示追加数据
                NONBLOK 设置成非阻塞
        
        阻塞和非阻塞：描述的是函数调用的行为。
*/

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {

    // 1.复制文件描述符
    // int fd = open("1.txt", O_RDONLY);
    // int ret = fcntl(fd, F_DUPFD);

    // 2.修改或者获取文件状态flag
    int fd = open("1.txt", O_RDWR);
    if(fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    // 获取文件描述符状态flag
    int flag = fcntl(fd, F_GETFL);
    if(flag == -1) {
        perror("fcntl");
        return -1;
    }
    flag |= O_APPEND;   // flag = flag | O_APPEND

    // 修改文件描述符状态的flag，给flag加入O_APPEND这个标记
    int ret = fcntl(fd, F_SETFL, flag);
    if(ret == -1) {
        perror("fcntl");
        return -1;
    }

    char * str = "nihao";
    write(fd, str, strlen(str));

    close(fd);

    return 0;
}

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