Linux操作组成 

一、文件

在 Linux 中，有一句经典的话叫做：一切皆文件。这句话是站在内核的角度说的，因为 在内核中所有的设备 (除了网络接口) 都一律使用 Linux 独有的虚拟文件系统 (VFS) 来管 理。这样做的最终目的，是将各种不同的设备用“文件”这个概念加以封装和屏蔽，简化应 用层编程的难度。文件，是 Linux 系统最重要的两个抽象概念之一 (另一个是进程) 。

        1.文件与文件名

                文件：一组相关数据的有序集合

                文件名：这个数据集合的名称

        2.linux的文件分类

b block         块设备文件       按块扫描设备信息          文件IO
c character     字符设备文件     按字符扫描设备信息        文件IO
d directory     目录文件         存放文件信息             目录IO、文件IO
-               普通文件         存放用户信息             标准IO、文件IO
l link          链接文件         与某个指定文件链接        链接IO、文件IO
s socket        socket文件       进程间通信               文件IO
p pipe          管道文件         进程间通信               文件IO

        3、IO概念 

                I：输入

                O：输出

        4.标准IO和文件IO的区别

                文件IO：系统调用，是Linux内核的函数接口
                        没有缓存IO，实时性好

                        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

                标准IO：是库函数，是对文件IO的封装
                        是有缓存的IO，实时性差

                        库函数为了实现某个功能而封装起来的API集合

                        提供统一的编程接口，更加便于应用程序的移植

                        是语言或者应用程序的一部

        5、系统调用和库函数

                1、库函数与系统调用的关系

         2、库函数

                库函数对系统调用的封装，用户调用库函数并不能完成对应的功能，而是要由库函数，

                调用系统调用实现相关的功能

        3、系统调用

                Linux内核中的函数接口，称为系统调用

                库函数每次调用内核中的代码称为一次系统调用

                用户可以通过Linux系统提供的系统调用内核中的接口

二、标准IO

        1、操作文件步骤

                        1、打开文件open

                        2、读写文件 write/read

                        3、关闭文件 close

        2、打开文件（open）

#查看命令手册
man 3 open原型：FILE *fopen(const char *pathname, const char *mode);
功能： 打开文件、将文件的属性赋予到流中
参数： 
pathname：文件路径：带路径的文件名
mode：打开文件的方式以及权限 分6个代号权限                          打开文件的情况                  写的方式
r                                 只读                          文件必须事先存在
r+                                可读可写                      文件必须事先存在清空模式
w                                 只写                          文件不存在则创建清空模式
w+                                可读可写                      文件不存在则创建清空模式
a                                 只写                         文件不存在则创建追加模式
a+                                可读可写                      文件不存在则创建追加模式返回值： 
成功返回：
流：文件指针
失败返回NULL，并返回错误码

         3、关闭文件

man 3 fclose
int fclose(FILE *stream);
功能： 关闭相应的流参数： stream:流返回值:
成功：0
失败：EOF

        4、三个特殊的流

                stdin:标准输入流，从终端接收数据，getc，scanf，getchar都是依赖stdin实现

                stdout：标准输出流，向终端打印数据，puts，printf，putchar都是依赖stdout实现

                stderr：标准出错流，perror依赖与stderr流实现

        5、流的缓存

                全缓存：缓存区满刷新，程序结束或者调用fclose刷新，fflush刷新，缓存区大小

                （4k == 4096）

                        应用场景：与文件建立的缓存均为全缓存

                行缓存：遇到\n刷新，程序结束或者调用fclose刷新，fflush刷新，缓存区大小

                        （1k == 1024）

                        应用场景：与终端建立的缓存均为行缓存，stdin，stdout都是行缓存

                不缓存：立即刷新，缓存区大小（0k）

        6、流的输入输出

        7、普通文件的分类

                ASCII码文件

                        文件中所有内容均为能够在终端显示的ASCII码字符

                二进制文件：

                        保存文件本身的数据（数据可能无法在终端显示或在终端显示乱码）

                        图片，视频，压缩包  (ASCII码文件是一个特殊的二进制文件)

        8、函数接口

                1、fputc

man 3 fputc原型：int fputc(int c, FILE *stream);
功能： 对相应的流写入一个字符 
参数： c:需要写入的字符的ASCLII码值stream:文件流指针返回值： 成功返回写入的字符的ASCII值 ，失败返回EOF,并返回错误码fputc(ch, stdout) == putchar(ch)

                2、fgetc

man 3 fgetc
原型：int fgetc(FILE *stream);
功能：从流中接收一个字符
参数：stream:文件流指针
返回值：成功返回接收到字符的ASCII码值
失败返回EOF（-1）
读到文件末尾返回EOF（-1）
ch = fgetc(stdin) == ch = getchar()

                3、fputs

man 3 fputs
原型：int fputs(const char *s, FILE *stream);
功能：将字符串写入流中
参数：s:写入字符串空间首地址
stream:文件流指针
返回值：
成功返回非负值
失败返回EOF

                4、fgets

man 3 fgets
原型：char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
功能：从终端接收一行字符串
参数：s:存放字符串空间首地址
size:最多存放元素个数
stream:文件流指针
返回值：
存放数据空间首地址
失败或者读到文件末尾返回NULL

                5、fprintf

man 3 fprintf
原型： int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
功能：向流中写入格式化字符串
参数：stream：文件流指针
format:格式化字符串
返回值：
成功返回打印的字符个数
失败返回负数
printf("hello world!\n");
fprintf(stdout, "hello world!\n");

              6、fscanf

man 3 fscanf
原型：int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
功能：从流中读取格式化的字符串
参数：stream:文件流指针
format:格式化字符串形式
返回值：
成功返回匹配的输入控制符个数
失败或者读到文件末尾返回EOF

               7、fwrite

man 3 fwrite
原型：size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t
nmemb,FILE *stream);
功能：向流中写入ptr指向的nmemb个元素，每个元素size字节
参数：
ptr:存放数据空间的首地址
size:每个元素的大小
nmemb：元素个数
stream:文件流指针
返回值：
成功返回写入对象的个数
失败返回0

                8、fread

man 3 fread
原型：size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE
*stream);
功能：从流中读取nmemb个对象，存放ptr指向的空间中，每个对象size字节
参数：
ptr:存放数据空间首地址
size:每个元素的大小
nmemb:对象个数
stream:文件流指针
返回值：
成功返回实际读到对象个数
失败返回0
读到末尾返回0

                9、fseek

man 3 fseek
原型：int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
功能：设置流的偏移量
参数：
stream:流
offset:偏移量
whence:
SEEK_SET 文件开头
SEEK_CUR 文件当前位置
SEEK_END 文件末尾
返回值：
成功返回0
失败返回-1
void rewind(FILE *stream);
功能：
将流的偏移量重新定位到开头
fseek(stream, 0, SEEK_SET) == rewind(stream)
long ftell(FILE *stream);
功能：
获得流的偏移量

三、文件IO

        1. 操作文件步骤：

man 2 open
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
功能：
打开文件
参数：
pathname:打开文件名
flags:O_RDONLY 只读
O_WRONLY 只写
O_RDWR 读写
O_CREAT 文件不存在就创建,需要传入第3个参数
O_TRUNC 文件存在截断
O_APPEND 追加
O_ASYNC 异步IO
O_NONBLOCK 非阻塞IO
mode:
rwx:创建该文件的用户对文件是否拥有读写执行的权限
rwx:创建该文件用户同组的用户对文件是否拥有读写执行的权限
rwx:其余人是否对文件拥有读写执行的权限
rwx:7
rw-:6
r-x:5
r--:4
-wx:3
-w-:2
--x:1
---:0
返回值：
成功返回新文件描述符
失败返回-1

man 2 close
int close(int fd);
功能：
关闭fd对应的文件描述符

请写出标准IO对应的文件IO的操作方式：
"r" open(filename, O_RDONLY);
"r+" open(filename, O_RDWR);
"w" open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0664);
"w+" open(filename, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0664);
"a" open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0664);
"a+" open(filename, O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND, 0664);

man 2 write
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能：
将buf开始的count个字节写入文件描述符fd中
参数：
fd:文件描述符
buf：要写入的数据空间首地址
count:写入的字节数
返回值：
成功返回写入文件中字节数
失败返回-1

man 2 read
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
功能：
从文件描述符中读取count个自己数据放入buf对应的空间
参数：
fd:文件描述符
buf:存放数据空间首地址
count:最多存放元素的个数
返回值：
成功返回实际读到字节数
失败返回-1

man 2 lseek
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
功能：
重定位流的偏移量
参数：fd:文件描述符offset:偏移量whence:SEEK_SET：文件开头SEEK_CUR：文件当前位置SEEK_END：文件末尾
返回值：
成功返回偏移量
失败返回-1

man 3 opendir
DIR *opendir(const char *name);
功能：
打开目录获得目录流指针
参数：
name:要打开文件的名称
返回值：
成功返回目录流指针
失败返回NULL
int closedir(DIR *dirp);
功能：
关闭目录流指针

man 3 closedir
int closedir(DIR *dirp);
功能：
关闭目录流指针

man 3 readdir
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
功能：
读取下一个目录项的信息
参数：
dirp:目录流指针
返回值：
成功返回读到目录项信息的结构体指针
失败或者读到末尾返回NULL
struct dirent {
ino_t d_ino; /* Inode number */
off_t d_off; /* Not an offset; see below */
unsigned short d_reclen; /* Length of this record */
unsigned char d_type; /* Type of file; not supported
by all filesystem types */
char d_name[256]; /* Null-terminated filename */
};
d_ino:通过这个inode能够找到该文件在磁盘中存放的位置
d_off:当前目录项在整个目录流中的偏移量
d_reclen:这条记录的大小
d_type:文件类型
d_name:文件名

man 3 mkdir
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
使用方法：
mkdir(filename, 0777);
目录中
x:用户是否能够进入目录中
w:用户是否能在目录中新建文件
r：用户是否能够读取目录中的信息

man 2 rmdir
int rmdir(const char *pathname);
功能：
删除空目录文件
使用方法：
rmdir(filename);

man 3 chdir
int chdir(const char *path);
功能：
修改程序当前的工作路径
参数：
path:要切换的路径
返回值：
成功返回0
失败返回-1

man 3 getcwd
char *getcwd(char *buf, size_t size);
功能：
获得当前工作路径
参数：
buf:将工作路径放入buf对应的空间
size:最多存放字符的个数
返回值：
成功返回存放字符串空间首地址
失败返回NULL