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嵌入式学习第十六天--stdio（二）

news 2025/5/5 12:37:58

文件打开

open函数

#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname，int flags);
int open(const char *pathname，int flags，mode_t mode);
功能:
打开或创建文件

参数:
@pathname //打开的文件名
@flags //操作的标志

           //必选
           O_RDONLY //只读
           O_WRONLY //只写
           O_RDWR //读写

           //附加
           O_APPEND //追加
           O_CREAT //文件不存在创建
           O_TRUNC //文件存在截短为0
@mode 一般不用
当flags中使用了 O_CREAT 时，需要指定 mode
           mode 0777
0666
0444
返回值:
成功文件描述符
失败 -1 && errno会被设置


fopen open
r O_RDONLY
r+ O_RDWR

w O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC
w+ O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC

a O_WRONLY|O_APPEND|O_CREAT
a+ O_RDWR |O_APPEND|O_CREAT

FILE * fopen(const char *pathname,const char *mode)
{
...
if (strcmp("r",mode))
open(pathname,O_RDONLY);
}

文件创建好后的权限:

a.指定的mode
b.umask (掩码) //二进制位 --- 遮住

最终文件的权限 = ~umask & mode

0 7 7 7
111 111 111 mode
0 000 000 010
111 111 101 ~umask
   ------------
   111 111 101
   7 7 5

库函数和系统调用

close 关闭:

int close(int fd);
功能:
关闭文件描述符
以便再次使用
参数:
@fd 要关闭的文件描述符
返回值:
成功 0
失败 -1

文件描述符:

1.非负整型数值
2.分配原则
最小未使用
3.范围
0~1023

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

#include <unistd.h>
功能:
从fd中读数据，存到 buf中
参数:
@fd 要读取的文件
@buf 存放读取到的数据的内存空间
@count 一次要读取的数量(字节)
返回值:
成功表示成功读到的字节数
失败 -1 && errno

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

#include <unistd.h>
功能:
把buf中写到fd中
参数:
@fd 要写入的文件
@buf 存放数据的内存空间
@count 一次要写入的数量(字节)
返回值:
成功表示成功写入的字节数
失败 -1 && errno

缓存的设计

缓存设计的目的提高效率
本质上来说 ---缓存其实就是一块内存空间

行缓冲：

1k， terminal，主要用于人机交互stdout

   缓存区满或者遇到\n刷新   1024
               行缓存多是关于终端的一些操作
               1.遇到\n刷新
               2.缓存区满刷新
               3.程序结束刷新
               4.fflush刷新 fflush(stdout);

全缓冲

4k，主要用于文件的读写
   缓存区满刷新缓存区 4096
           对普通文件进行标准IO操作，建立
           的缓存一般为全缓存
           刷新条件:
               1.缓存区满刷新
               2.程序结束刷新
               3.fflush来刷新 fflush(fp);

无缓冲

0k 主要用于出错处理信息的输出 stderr
   不对数据缓存直接刷新
   printf();==>>stdout
   fprintf(strerr,"fopen error %s",filename);
               界面交互   出错处理
使用gdb查看，FILE结构体，或使用写入数据测试缓冲区。
缓冲区的大小是可以设置

linux下缓存设计:
交互 --- 行缓存
文件 --- 全缓存
出错 --- 不缓存

./a.out < main.c //< 表示输入重定向
./a.out > main.c //> 表示输出重定向

fread/fwrite //二进制读写函数按对象读写

#include <stdio.h>
size_t fread( void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
功能:
二进制流的读/写
参数:
@ptr 表示存放数据的空间的地址
@size 要操作的单个元素(对象)的大小
@nmemb 要操作的元素(对象)的个数
@stream 要操作的文件
返回值:
成功返回的是成功操作到的对象的个数
失败 0
到达文件结尾返回 0

应用:
主要应用在文件中有固定格式的场景

eg：
将3个学生的信息，写到文件中之后，从文件中读出学生信息，打印

#include<stdio.h>
struct student
{char name[10];int sno;float score;
};int main(int argc, const char *argv[])
{FILE* fp = fopen(argv[1],"r+");if(argc!=2){printf("Usage:%s<filename>",argv[0]);return -1;}if(fp==NULL){perror("fail open");return -1;}struct student s[3]={"tom",110,99.7,"henry",111,99.8,"jery",112,99.2};fwrite(s,sizeof(struct student ),3,fp);rewind(fp);struct student s1[3];fread(s1,sizeof(struct student ),3,fp);int i=0;for(i=0;i<3;i++){printf("%s\n",s[i].name);printf("%d\n",s[i].sno);printf("%f\n",s[i].score);}fclose(fp);return 0;
}

文件偏移量:

rewind

int fseek(FILE* stream,long offset,int whence);

功能:
定位文件
参数:
@stream 表示要操作文件
   @offset 表示文件偏移量
   @whence 定位的参考点
   SEEK_SET //相对于文件开头的
           offset >=0
           SEEK_CUR //相对于当前位置
           offset>=0
               offset<0 //不能超过这个文件开头
           SEEK_END //相对于文件末尾
           offset < 0 //不能超过这个文件开头
           offset >= 0 //可以 --- 创建空洞文件
返回值:
成功 0
   失败 -1


   fseek(fp,100,SEEK_SET);//
   fseek(fp,0,SEEK_SET);//定位到开头
   fseek(fp,0,SEEK_END);//定位到末尾

   创建空洞文件:
   1.做偏移
   2.写操作

#include<stdio.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{if(argc != 3){printf("Usage:%s<filename><filename>\n",argv[0]);return -1;}FILE *fp1=fopen(argv[1],"r+");fseek(fp1,0,SEEK_END);long len = ftell(fp1);fseek(fp1,0,SEEK_SET);FILE *fp_h = fopen(argv[2],"w+");if(fseek(fp_h,len-1,SEEK_END)!=0){perror("fseek fail");return -1;}fputc('\0',fp_h);fseek(fp_h,0,SEEK_SET);char buf[100];//char buf[len];//ret=fread(buf,sizeof(buf),1,fp1);int ret;while(ret=fread(buf,sizeof(char),sizeof(buf),fp1)){fwrite(buf,sizeof(char),ret,fp_h);}fclose(fp1);fclose(fp_h);return 0;
}

   //空洞文件中的数据，都是0

long ftell(FILE*stream);

功能:
获得当前文件的偏移量
void rewind(FILE*stream);
功能:
将文件偏移量设置到文件开头


获得某个文件的大小:
1. fseek(fp,0,SEEK_END);//定位到末尾
2. long len =ftell(fp);


练习:
cp

#include<stdio.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{if(argc!=3){printf("Usage:%s<filename><filename>",argv[0]);}FILE* fp = fopen(argv[1],"r+");FILE* fp1 = fopen(argv[2],"r+");char buf[1000];int ret;while(ret= fread(buf,sizeof(char),1000,fp)){fwrite(buf,sizeof(char),ret,fp1);}fclose(fp);fclose(fp1);	return 0;
}

eg:
1.统计文件中英文字符出现的次数

#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{if(argc!=2){printf("Usage:%s<filename>",argv[0]);return -1;}if(argv[1]==NULL){perror("fail open");return -1;}int fd = open(argv[1],O_RDONLY);unsigned char ch;int cnt[26]={0};while(read(fd,&ch,1)!=0){if(ch>='a'&&ch<='z'){cnt[ch-'a']++;}else if(ch>='A'&&ch<='Z'){cnt[ch-'A']++;}}int i;for(i=0;i<26;i++){printf("%c:%d\n",i+'a',cnt[i]);}return 0;
}

2.
bmp图片:
[54头信息]
[图像信息] //bmp图像信息 --- 原始图像

#include<stdio.h>
//-/a.out 0.bmp 2.bmp 3.bmp
int main(int argc, const char *argv[])
{if(argc != 4){printf("usage: %s <src0.bnp> <src2.bnp> <dest.bnp>\n",argv[0]);return -1;}FILE *fp1 = fopen(argv[1],"r");FILE *fp2 = fopen(argv[2],"r");FILE *fp3 = fopen(argv[3],"w");if (fp1 == NULL || fp2 == NULL || fp3 == NULL){perror("fopen fail");return -1;}unsigned char head1[54];//unsigned char head2[54];//unsigned char body1[600*800*3];//unsigned char body2[600*800*3];//fread(head1, sizeof(unsigned char),54,fp1);fread(body1,sizeof(unsigned char),600*800*3,fp1);fread(head2,sizeof(unsigned char),54,fp2);fread(body2,sizeof(unsigned char),600*800*3,fp2);int i=0;for(i=0;i<600*800*3;i++){if (!(body1[i] == 255&&body1[i+1]==255&&body1[i+2]==255)){body2[i] =body1[i];body2[i+1] = body1[i+1];body2[i+2] =body1[i+2];}}fwrite(head2,sizeof(char),54,fp3);fwrite(body2,sizeof(char),600*800*3,fp3);fclose(fp1);fclose(fp2);fclose(fp3);return 0;
}

运行结果：

1.bmp