Linux 基础IO 2

news2025/1/20 22:07:23

读取与写入

read与fread

在基础IO 1中我们学会了open和fopen的函数这两个函数是用于为进程打开文件也可以理解为为进程和文件建立了一个链接使其可以交互。那我们建立号链接之后肯定还是需要对文件进行操作，现在我们先来了解读取操作。

read：

这是一个系统调用函数，从文件中读取数据。

头文件：

#include <unistd.h>

函数原型：

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

参数：

fd ：文件描述符，代表了需要读取的文件或设备。文件描述符可以通过调用 open 或其他文件操作函数获取。
buf ：一个指向用户分配的缓冲区的指针，read 将把读取到的数据写入该缓冲区。
count ：需要读取的字节数，表示最多读取 count 字节数据。
返回值：

若成功，read 返回读取的字节数（0表示已到达文件末尾）。
若失败，返回 -1，并设置 errno 来指示具体错误。

在读取的时候我们需要先定义一个缓冲区，这里我们定义了一个字符数组buff来接收读取到的数据。read是默认阻塞读取的函数，若是读取数据的请求还没完成会一直阻塞等待。我们可以在open函数中设置非阻塞模式O_NONBLOCK。

错误：

EINTR：调用被信号中断。

EIO：发生I/O错误（如硬件故障）。

EINVAL：参数不合法，比如文件描述符不是合法的读取对象。

EBADF：文件描述符无效，可能因为文件未打开或者以不适合的方式打开（如只写模式下无法读取）。

EFAULT：缓冲区地址不合法

fread：

fread是一个C标准库函数

头文件：

#include <stdio.h>

函数原型：

size_t fread(void*buff , size_t size, size_t count , FILE* stream)；

参数：

buff：指向存储读取数据的缓冲区。

size：每个数据项的字节数。

count：要读取的数据项的个数。

stream：指向FILE对象的指针，表示要读取的文件。

与read一样需要先定义一个接收缓冲区来接收读取的数据。与read不同的是这里的读取是按照一定格式读取的，第二个参数就是一个数据类型的大小如我们若是整形的话这里就是4字节若是自定义类型就计算出类型的大小填入，第三个则是读取多少个这样的数据若第二个参数为4则这里就是读取10个4字节的数据。与read不同的还有一点，fread有一个用户级的缓冲区。

write与fwrite

若我们的程序产生了一些数据需要存储那么我们不能把它一直放在内存中而是需要写入到文件中去这需要使用write和fwrite函数这两个都是输出函数也就是执行写入操作的函数。

write：

这是个系统调用，会将数据从缓冲区写入到指定的文件中。

头文件：

#include <unistd.h>

函数原型：

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

参数：

若成功，write 返回读取的字节数（0表示已到达文件末尾）。
若失败，返回 -1，并设置 errno 来指示具体错误。

这里我们定义了一个缓冲区buf里面存放了”i like linux\n“，write函数就会将buf中的数据写入带fd所代表的文件中。

错误：

EBADF: 参数fd不是有效的文件描述符或者不支持写操作。

EIO: I/O错误发生。

ENOSPC: 设备上没有剩余空间。

fwrite：

是一个C标准库函数功能与write相似，与fread一样会有一个用户级的缓冲区。

头文件：

#include <stdio.h>

函数原型：

size_t fread(void* buff,size_t size,size_t count,FILE* stream);

参数：

buff：指向存储写入数据的缓冲区。

size：每个数据项的字节数。

count：要写入的数据项的个数。

stream：指向FILE对象的指针，表示要写入的文件。

小结

其实无论是输入输出系统调用函数还是C标准库函数做的工作本质都是数据的拷贝，输入是将系统缓冲的数据拷贝进进程的空间中，输出就是将进程缓冲区数据拷贝到系统缓冲区中，然后通过刷新到屏幕上显示出来。只是输入和输出拷贝的方向不同。而C标准库的输入输出函数还会有一个用户级的缓冲区来存放数据这个可以根据实际需要自定义大小，系统调用的函数也有缓冲区，这个缓冲区是设置好的属于系统内核的，缓冲区的作用主要是增加系统的效率。