IO进程学习——1
一、I/O进程的系统调用和库函数
系统调用
-
用户空间进程访问内核的接口
-
把用户从底层的硬件编程中解放出来
-
极大的提高了系统的安全性
-
使用户程序具有可移植性
-
是操作系统的一部分
库函数
- 库函数为了实现某个功能而封装起来的API集合
- 提供统- -的编程接口，更加便于应用程序的移植
- 是语言或者应用程序的一部分
二、文件基础
定义
文件：一组相关数据的有序集合
文件名：这组数据集合的名称
文件类型
bcd-lps
b：块设备(磁盘)
c：字符设备(键盘、鼠标)
d：目录(文件夹)
-：普通文件
l：链接文件(符号链接/软链接)
inode(文件索引标号 唯一的) 硬链接和原文件inode号一样（等同于备份）
p：管道文件(主机间进程通信)
mkfifo 文件名 : 创建管道文件
s：套接字文件(跨主机进程间通信)
三、标准I/O
C语言标准库提供的一套用户和文件交互的API接口
文件指针
FILE指针：每个被使用的文件都在内存中开辟一个区域， 用来存放文件的有关信息，这些信息是保存在一一个结构体类型的变量中，该结构体类型是由系统定义的，取名为FILE。
流(stream)
定义：所有的/0操作仅是简单的从程序移进或者移出，这种字节流，就称为流。 分类：文本流/二进制流。 标准I/O是带缓存的I/O---高级I/O
stdin：标准输入流
stdout：标准输出流
stderr：标准错误输出流
缓存(缓冲区)
行缓存：printf
大小1024字节
行缓存刷新条件：
1.缓冲区满
2.换行符
3.强制刷新
4.程序正常结束
全缓存：操作文件
大小为4096字节
全缓存刷新条件：
1.缓冲区满
2.强制刷新
3.程序正常结束
无缓存：stderror 标准错误输出
API接口
-
打开文件：fopen 函数功能：
打开文件，在程序中获取操作文件的文件指针(流指针)
函数头文件：
#include <stdio.h>
函数原型：
FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);
函数参数：
1. pathname：文件路径
2. mode：文件操作权限
mode 作用 r 只读打开 r+ 可读、可写打开 w 将文件截断(清零内容)，没有文件则新建一个，然后写入 w+ 读写文件，没有文件则新建一个 a 在末尾追加，没有文件则新建一个 a+ 追加文件，没有则创建一个 函数返回值：
文件打开成功：FILE类型指针
文件打开失败：返回NULL，并且设置全局错误号(errno 默认无错误为0)
-
关闭文件：fclose 函数功能：
关闭文件，回收系统资源（文件打开存在上限，1024个）
函数头文件：
#include <stdio.h>
函数原型：
int fclose(FILE * stream);
函数参数：
1. stream：需要关闭的文件
函数返回值：
成功：返回 0
失败：返回 EOF
-
fgets： 函数功能：
从文件中获取内容到程序，按行获取
函数头文件：
#include <stdio.h>
函数原型：
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
函数参数：
1. s：程序存储获取内容的缓冲区首地址
2. size：获取数据的长度(字节数)
3. stream：获取文件的文件指针
函数返回值：
成功：返回缓冲区首地址
失败：返回NULL
-
fpust： 函数功能：
将缓冲区的字符写入到文件中
函数头文件：
#include <stdio.h>
函数原型：
int fputs(const char *s, FILE *stream);
函数参数：
1. 缓冲区（字符）
2. 文件指针
函数返回值：
成功：返回非负整数
失败：返回EOF
-
feof/ferror feof判断文件是否读到结尾，ferror判断文件是否读出错
int feof(const FILE *fp);
int ferror(const FILE *fp);
没到文件结尾，没报错都返回0
判断文件是否读完 if(!feof(fp) && !ferror(fp))
return 0;
-
fgetc/fputc：
函数功能：
从文件中获取/写入一个字符
函数头文件：
#include <stdio.h>
函数原型：
int fgetc(FILE *stream);
int fputc(int c, FILE *stream);
函数参数：
fgetc——stream：文件的文件指针
fputc——c：插入的字符
fputc——stream：文件的文件指针
函数返回值：
成功：返回获取/插入的那个字符的ASCII码
失败：返回EOF
四、作业
1.实现文件拷贝
/*===============================================
* 文件名称：fcopy.c
* 创 建 者：青木莲华
* 创建日期：2025年08月04日
* 描 述：文件拷贝
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
char pathname[32] = {0};
char target[32] = {0};
char buffer[1024] = {0};
printf("请输入要拷贝的文件：\n");
scanf("%s",pathname);
printf("请输入目标文件：\n");
scanf("%s",target);
FILE *fp1 = fopen(pathname,"r");
if(fp1 == NULL)
{
perror("error_msg");
return -1;
}
FILE *fp2 = fopen(target,"w");
while(fgets(buffer,1024,fp1) != NULL && !feof(fp1))
{
fputs(buffer,fp2);
memset(buffer,0,1024);
}
printf("copy success\n");
fclose(fp1);
fclose(fp2);
return 0;
}
运行截图
2.模拟cp指令
/*===============================================
* 文件名称：fcopy.c
* 创 建 者：青木莲华
* 创建日期：2025年08月04日
* 描 述：模拟cp命令拷贝文件
================================================*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
char pathname[32] = {0};
char target[32] = {0};
char buffer[1024] = {0};
strcpy(pathname,argv[1]);
strcpy(target,argv[2]);
FILE *fp1 = fopen(pathname,"r");
if(fp1 == NULL)
{
perror("error_msg");
return -1;
}
FILE *fp2 = fopen(target,"w");
while(fgets(buffer,1024,fp1) != NULL && !feof(fp1))
{
fputs(buffer,fp2);
memset(buffer,0,1024);
}
printf("copy success\n");
fclose(fp1);
fclose(fp2);
return 0;
}
运行截图
3.实现用户管理
(1)登录 (2)注册
login.h
/*===============================================
* 文件名称：login.h
* 创 建 者：青木莲华
* 创建日期：2025年08月04日
* 描 述：模拟登录/注册功能
================================================*/
#ifndef __LOGIN_H__
#define __LOGIN_H__
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define OK 0 //登录成功
#define ERROR_ID -1 //账号错误
#define ERROR_PSW -2 //密码错误
#define ERROR_FILE -3 //文件错误
#define FILE_PATH "login_msg.txt" //用户信息文件名
//登录方法
int login(const char *id,const char *password);
//注册方法
int reg(char *id,char *password);
#endif
login.c
/*===============================================
* 文件名称：login.c
* 创 建 者：青木莲华
* 创建日期：2025年08月04日
* 描 述：模拟登录/注册功能
================================================*/
#include "login.h"
//登录方法
int login(const char *id,const char *password)
{
char temp_id[20] = {0};
char temp_psw[20] = {0};
char buffer[1024] = {0};
FILE *fp = fopen(FILE_PATH,"r");
if(fp == NULL)
{
perror("ERROR_MSG");
return ERROR_FILE;
}
while(fgets(buffer,sizeof(buffer),fp) != NULL && !feof(fp))
{
sscanf(buffer,"%s : %s",temp_id,temp_psw);
if(!strcmp(temp_id,id))
{
if(!strcmp(temp_psw,password))
{
printf("----------LOGIN SUCCESS---------\n");
printf("Welcome back <%s>\n",temp_id);
fclose(fp);
return OK;
}
else
{
printf("The password has wrong!\n");
fclose(fp);
return ERROR_PSW;
}
}
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
}
printf("The id has wrong!\n");
fclose(fp);
return ERROR_ID;
}
//注册方法
int reg(char *id,char *password)
{
char temp_id[20] = {0};
//char temp_psw[20] = {0};
char buffer[1024] = {0};
FILE *fp_read = fopen(FILE_PATH,"r");
if(fp_read == NULL)
{
perror("ERROR_MSG");
return ERROR_FILE;
}
//找是否账号有重复的
while(fgets(buffer,sizeof(buffer),fp_read) != NULL && !feof(fp_read))
{
sscanf(buffer,"%s :",temp_id);
if(!strcmp(temp_id,id))
{
printf("The id has exist!\n");
fclose(fp_read);
return ERROR_ID;
}
}
fclose(fp_read);
//追加内容
FILE *fp_append = fopen(FILE_PATH,"a");
sprintf(buffer,"%s : %s\n",id,password);
if(fp_append == NULL)
{
perror("ERROR_MSG");
return ERROR_FILE;
}
if(fputs(buffer,fp_append) == EOF)
{
printf("regist error!\n");
return ERROR_FILE;
}
return OK;
}
main.c
/*===============================================
* 文件名称：main.c
* 创 建 者：青木莲华
* 创建日期：2025年08月04日
* 描 述：模拟登录/注册功能
================================================*/
#include "login.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
int n = 0;
char id[20] = {0};
char psw[20] = {0};
printf("-----------菜单-----------\n");
printf("1.登录 2.注册 3.退出\n");
printf("--------------------------\n");
while(1)
{
printf("选择选项 >: ");
scanf("%d",&n);
if(n == 3)
{
printf("---------退出成功---------\n");
return 0;
}
switch(n)
{
case 1:
{
printf("input your id >: ");
scanf("%s",id);
printf("input your password >: ");
scanf("%s",psw);
login(id,psw);
break;
}
case 2:
{
printf("input your id >: ");
scanf("%s",id);
printf("input your password >: ");
scanf("%s",psw);
reg(id,psw);
break;
}
}
memset(id,0,sizeof(id));
memset(psw,0,sizeof(psw));
}
return 0;
}
运行截图
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