Linux文件IO（二）-文件操作使用详解

前篇已经讲过open打开文件的操作使用，本篇文章介绍剩余的wirte、read、close、lseek等操作。

1.write写文件

调用 write 函数可向打开的文件写入数据，其函数原型如下所示（可通过"man 2 write"查看）：

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

首先使用 write 函数需要先包含 unistd.h 头文件。

函数参数和返回值含义如下：

**fd：**文件描述符。关于文件描述符，前面已经给大家进行了简单地讲解，这里不再重述！我们需要将进行写操作的文件所对应的文件描述符传递给 write 函数。

**buf：**指定写入数据对应的缓冲区。

**count：**指定写入的字节数。

**返回值：**如果成功将返回写入的字节数（0 表示未写入任何字节），如果此数字小于 count 参数，这不是错误，譬如磁盘空间已满，可能会发生这种情况；如果写入出错，则返回-1。

对于普通文件（我们一般操作的大部分文件都是普通文件，譬如常见的文本文件、二进制文件等），不管是读操作还是写操作，一个很重要的问题是：从文件的哪个位置开始进行读写操作？也就是 IO 操作所对应的位置偏移量，读写操作都是从文件的当前位置偏移量处开始，当然当前位置偏移量可以通过 lseek 系统调用进行设置，关于此函数后面再讲；默认情况下当前位置偏移量一般是 0，也就是指向了文件起始位置，当调用 read、write 函数读写操作完成之后，当前位置偏移量也会向后移动对应字节数，譬如当前位置偏移量为 1000 个字节处，调用 write()写入或 read()读取 500 个字节之后，当前位置偏移量将会移动到 1500 个字当调用 read、write 函数读写操作完成之后，当前位置偏移量也会向后移动对应字节数，譬如当前位置偏移量为 1000 个字节处，调用 write()写入或 read()读取 500 个字节之后，当前位置偏移量将会移动到 1500 个字节处。

2.read读文件

调用 read 函数可从打开的文件中读取数据，其函数原型如下所示（可通过"man 2 read"查看）：

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

首先使用 read 函数需要先包含 unistd.h 头文件。

函数参数和返回值含义如下：

**fd：**文件描述符。与 write 函数的 fd 参数意义相同。

**buf：**指定用于存储读取数据的缓冲区。**count：**指定需要读取的字节数。

**返回值：**如果读取成功将返回读取到的字节数，实际读取到的字节数可能会小于 count 参数指定的字节数，也有可能会为 0，譬如进行读操作时，当前文件位置偏移量已经到了文件末尾。实际读取到的字节数少于要求读取的字节数，譬如在到达文件末尾之前有 30 个字节数据，而要求读取 100 个字节，则 read 读取成功只能返回 30；而下一次再调用 read 读，它将返回 0（文件末尾）

3. close关闭文件

可调用 close 函数关闭一个已经打开的文件，其函数原型如下所示（可通过"man 2 close"查看）：

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

首先使用 close 函数需要先包含 unistd.h 头文件，当我们对文件进行 IO 操作完成之后，后续不再对文件进行操作时，需要将文件关闭。

函数参数和返回值含义如下：

**fd：**文件描述符，需要关闭的文件所对应的文件描述符。

**返回值：**如果成功返回 0，如果失败则返回-1。

除了使用 close 函数显式关闭文件之外，在 Linux 系统中，当一个进程终止时，内核会自动关闭它打开的所有文件，也就是说在我们的程序中打开了文件，如果程序终止退出时没有关闭打开的文件，那么内核会自动将程序中打开的文件关闭。很多程序都利用了这一功能而不显式地用 close 关闭打开的文件。

显式关闭不再需要的文件描述符往往是良好的编程习惯，会使代码在后续修改时更具有可读性，也更可靠，进而言之，文件描述符是有限资源，当不再需要时必须将其释放、归还于系统。

4. lseek读写指针位置

对于每个打开的文件，系统都会记录它的读写位置偏移量，我们也把这个读写位置偏移量称为读写偏移量，记录了文件当前的读写位置，当调用 read()或 write()函数对文件进行读写操作时，就会从当前读写位置偏移量开始进行数据读写。

读写偏移量用于指示 read()或 write()函数操作时文件的起始位置，会以相对于文件头部的位置偏移量来表示，文件第一个字节数据的位置偏移量为 0。

当打开文件时，会将读写偏移量设置为指向文件开始位置处，以后每次调用 read()、write()将自动对其进行调整，以指向已读或已写数据后的下一字节，因此，连续的调用 read()和 write()函数将使得读写按顺序递增，对文件进行操作。我们先来看看 lseek 函数的原型，如下所示（可通过"man 2 lseek"查看）：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

首先调用 lseek 函数需要包含<sys/types.h>和<unistd.h>两个头文件。

函数参数和返回值含义如下：

**fd：**文件描述符。

**offset：**偏移量，以字节为单位。

**whence：**用于定义参数 offset 偏移量对应的参考值，该参数为下列其中一种（宏定义）：

SEEK_SET：读写偏移量将指向 offset 字节位置处（从文件头部开始算）；
SEEK_CUR：读写偏移量将指向当前位置偏移量 + offset 字节位置处，offset 可以为正、也可以为负，如果是正数表示往后偏移，如果是负数则表示往前偏移；
SEEK_END：读写偏移量将指向文件末尾 + offset 字节位置处，同样 offset 可以为正、也可以为负，如果是正数表示往后偏移、如果是负数则表示往前偏移。

**返回值：**成功将返回从文件头部开始算起的位置偏移量（字节为单位），也就是当前的读写位置；发生错误将返回-1。

使用示例：

将读写位置移动到文件开头处：

off_t off = lseek(fd, 0, SEEK_SET);
if (-1 == off)return -1;

将读写位置移动到文件末尾：

off_t off = lseek(fd, 0, SEEK_END);if (-1 == off)return -1;

将读写位置移动到偏移文件开头 100 个字节处：

off_t off = lseek(fd, 100, SEEK_SET);if (-1 == off)return -1;

获取当前读写位置偏移量：

off_t off = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
if (-1 == off)return -1;

函数执行成功将返回文件当前读写位置