ifstream读取文件 rdbuf（ifstream读取文件有什么要求）

Linux | 红帽认证 | IT技术 | 运维工程师

👇1000人技术交流备注【公众号】更快通过

1.经典回顾C文件接口

在使用C语言时，我们需要访问文件通常会用到fopen、 fwrite、和fread还有fclose等函数。

1.2 fwrite

比如此时我需要往文件中写入一些信息：

#include  
        #include  
        int main(){ FILE* fp = fopen("test.txt","w"); if(fp == NULL) { perror("fopen failed"); return 1; } const char* str = "i am yui~\n"; int len = strlen(str); int num = 5; while(num--) { fwrite(str,len,1,fp); } fclose(fp); return 0;}

执行结果：

ubuntu@VM-20-9-ubuntu:~/FILETEST$ cat test.txti am yui~i am yui~i am yui~i am yui~i am yui~

1.2 fread

下面再来读一读文件中的内容：

#include  
        #include  
        int main(){ FILE* fp = fopen("test.txt","r"); if(!fp) { perror("fopen failed"); return 1; } const char* str = "i am yui~\n"; char s[1024]; int len = strlen(str); while(1) { ssize_t n = fread(s,1,len,fp); if(n == len) { s[len] = 0; printf("%s",s); } if(feof(fp)) break; }  return 0;}

输出结果：

i am yui~i am yui~i am yui~i am yui~i am yui~

2. 系统文件I/O

除了利用上述C接口，我们还可以采用系统接口来访问文件。

系统文件 I/O（输入/输出）是指在操作系统层面进行文件的读写操作。在 Linux 和其他类 Unix 系统中，系统文件 I/O 通常通过系统调用（system call）完成。与 C 标准库的文件 I/O 函数（如 fopen、fread、fwrite）相比，系统文件 I/O 提供了更底层的控制和更高的效率，但操作也稍显复杂。

为了更好的理解系统文件I/O，我会用系统接口来实现上面的功能，并进行讲解。

#include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        int main(){ umask(0);//去除限制，防止后续干扰 int fd = open("myfile",O_WRONLY|O_CREAT,0644); if(fd<0) { perror("open failed"); return 1; } int num = 5; const char* str = "i am yui\n"; int len = strlen(str); while(num--) { write(fd,str,len); } close(fd); return 0;}

3. open函数

因为现在我们需要用系统接口来打开文件，那么我们会用到open函数而不是fopen函数。

open 函数是 Unix 和类 Unix 操作系统中的一个系统调用，用于打开文件并返回一个文件描述符。这个文件描述符用于后续的文件操作，如读、写、关闭等。相比 C 标准库的 fopen 函数，open 提供了更底层的控制，更适合系统级编程。

#include  
        #include  
        #include  
        int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

3.1 参数介绍：

pathname：要打开的文件的路径。flags：指定文件打开模式和行为的标志，决定文件的打开方式。mode：新文件的权限掩码，仅在O_CREAT标志创建文件时生效，指定文件的访问权限。

这之中的flags要好好聊聊。

访问模式（必须包含一个）：

O_RDONLY：只读模式打开文件。O_WRONLY：只写模式打开文件。O_RDWR：读写模式打开文件。O_RDONLY、O_WRONLY 和 O_RDWR 中只能选择一个，它们控制文件的基础读写权限。

文件创建和控制：

O_CREAT：若文件不存在，则创建文件。此标志常与 mode 参数一起使用来指定文件的权限。O_EXCL：必须与 O_CREAT 组合使用。如果文件已存在，则返回错误，避免重复创建。这种组合常用于创建唯一文件。O_TRUNC：如果文件存在，并且是以写模式（O_WRONLY 或 O_RDWR）打开，文件长度会被截断为 0。O_APPEND：追加模式，写入操作时，文件指针会自动移动到文件末尾，适合日志记录等追加写入的场景。

非阻塞和同步控制：

O_NONBLOCK：以非阻塞模式打开文件。对一些特殊文件（如设备文件）有效，适合需要立即返回结果的场景。O_SYNC：同步写入模式，确保数据立即写入磁盘。每次 write 操作都不会缓存到内存，而是直接刷新到存储设备，适合数据持久性要求高的场景。O_DSYNC：数据同步，类似 O_SYNC，但只同步数据而不包括文件元数据（如最后修改时间）。O_RSYNC：同步读模式，和 O_SYNC 类似，但影响的是 read 操作。

我们需要选择合适的功能将它们进行|的操作，因为底层是用状态压缩来实现的，通过位运算（位掩码）来实现，使得每一个标志可以独立设置或清除，而不需要为每种组合单独存储。

在下面的写入操作我们只需要选择O_WRONLY|O_CREAT就可以了。

3.2 返回值（文件描述符）

成功时，open 返回一个文件描述符（非负整数），用于后续的文件操作。

失败时返回 -1，并设置 errno 来指示错误原因。

这里的返回值也很有说法，

文件描述符（File Descriptor, FD）是操作系统分配的一个整数，用于表示每一个打开的文件或 I/O 资源。在 Unix 和类 Unix 系统（如 Linux）中，文件描述符是进程和内核之间进行文件或资源操作的桥梁，几乎所有的 I/O 操作都是通过文件描述符来完成的。

文件描述符是一个非负整数，每个进程有一个文件描述符表来管理文件描述符。打开文件时，操作系统会分配一个文件描述符，用于标识这个文件。该文件描述符可以用于后续的读、写、关闭操作。文件描述符不仅用于文件，也可以表示其他 I/O 资源，如管道、网络套接字、设备文件等。

每个进程在启动时，通常有三个默认的文件描述符，它们称为标准文件描述符：

标准输入（stdin）：文件描述符为 0，用于从用户或输入源读取数据。标准输出（stdout）：文件描述符为 1，用于向终端或输出源输出数据。标准错误（stderr）：文件描述符为 2，用于向终端输出错误信息。

0,1,2对应的物理设备一般是：键盘，显示器，显示器。

了解完这些后，我们就可以直接利用文件描述符来直接向显示屏输出数据了。

#include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        int main(){ char buf[1024]; ssize_t s = read(0,buf,sizeof(buf));//从键盘读入数据 if(s>0) { buf[s] = 0; write(1,buf,strlen(buf)); write(2,buf,strlen(buf)); } return 0;}//运行结果/ubuntu@VM-20-9-ubuntu:~/FILETEST$ https://mp.weixin..com/a.out hello worldhello worldhello world*/

从这段代码我们也可以更加清晰地认识到Linux下的一切皆文件。

一些底层知识：

文件描述符是从0开始地小整数，当我们打开文件时，操作系统在内存中要创建相对应地数据结构来描述目标文件，于是就有了file结构体来表示一个已经打开地文件对象。而进程执行open系统调用，必须让进程和文件关联起来。每一个进程都有一个指针*file，指向一张表file_struct该表最重要地部分包含一个指针数组，每个元素都是一个指向文件地指针。本质上文件描述符就是该数组地下标，所以只要拿着文件描述符就可以找到对应地文件。

3.2.1 文件描述符的分配规则

先看代码：

#include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        int main(){ int fd = open("myfile",O_RDONLY);//只读模式打开 if(fd>0) { printf("%d\n",fd); } close(fd); return 0;}//运行结果：/*ubuntu@VM-20-9-ubuntu:~/FILETEST$ https://mp.weixin..com/a.out 3*/

结果是3。

那么当我们关闭0这个文件描述符试试看呢?

#include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        int main(){ close(0);//关闭文件描述符0 int fd = open("myfile",O_RDONLY);//只读模式打开 if(fd<0) { perror("open"); return 1; } printf("%d\n",fd); close(fd); return 0;}//打印结果：/*ubuntu@VM-20-9-ubuntu:~/FILETEST$ https://mp.weixin..com/a.out 0*/

结果是0，你猜到了吗。

由此可见，文件描述符的分配规则：在file_struct数组当中，找到当前没有直接使用的最小的一个下标，作为新的文件描述符。

最后在来看看重定向

3.2.2 重定向

现在我们将标志输出1给关闭了，然后再打开一个文件再往里面写点东西，看看会发生什么。

#include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        #include  
        int main(){ close(1);//关闭文件描述符1 int fd = open("myfile",O_WRONLY|O_CREAT,0644);//写模式打开 if(fd<0) { perror("open"); return 1; } printf("fd:%d\n",fd); fflush(stdout); close(fd); return 0;}

打开myfile发现，文件中存在fd:1。

也是就说，本该再显示屏中显示的内容被写进了myfile文件。我们把这种现象叫做重定向。常见的重定向>, >>, <

重定向的本质：

4. write函数

write 函数是 Unix 和 Linux 系统中进行文件写入操作的系统调用，用于将数据从用户空间的缓冲区写入到文件或设备（例如文件、管道、网络套接字）中。write 是一种底层 I/O 操作，它绕过标准 I/O 缓冲区，直接写入文件描述符指向的目标，常用于处理系统资源的原始数据读写。

语法：

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

参数说明：

fd：文件描述符，表示要写入的目标文件或设备（例如 STDOUT_FILENO 表示标准输出）。buf：缓冲区指针，指向要写入的数据。count：要写入的字节数，指定从 buf 中读取多少字节写入 fd。

返回值：

成功时，返回实际写入的字节数（ssize_t 类型）。失败时，返回 -1，并设置 errno 变量来指示错误原因。

5. read函数

read 是 Unix 和 Linux 系统中的一个系统调用，用于从文件或其他输入资源（如管道、网络套接字等）中读取数据到用户提供的缓冲区中。与 write 相对应，read 直接从文件描述符中获取数据，不经过标准 I/O 缓冲区，适合低级别的 I/O 操作。

语法：

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

参数说明：

fd：文件描述符，表示要读取的文件或输入资源（例如 STDIN_FILENO 表示标准输入）。buf：缓冲区指针，指向读取到的数据将要存放的位置。count：期望读取的字节数，即 buf 的大小。

返回值：

成功时，返回实际读取的字节数（ssize_t 类型）。若返回 0，表示读取到文件末尾（EOF）。失败时，返回 -1，并设置 errno 来指示错误原因。

6. 总结

fopen、fclose、fread、fwrite这些都是C语言标准库的函数，也就是库函数。

open、close、read、write都是系统提供的接口，也就是系统调用接口。

而这部分库函数会区调用系统接口。

可以认为，f*系列的函数，都是对系统的封装，方便二次开发。

课程咨询添加：HCIE666CCIE

↑或者扫描上方二维码↑

你有什么想看的技术点和内容

可以在下方留言告诉小盟哦！

到此这篇ifstream读取文件 rdbuf（ifstream读取文件有什么要求）的文章就介绍到这了,更多相关内容请继续浏览下面的相关推荐文章，希望大家都能在编程的领域有一番成就！

上一篇： swagger3使用（swagger3官网）

下一篇： tornami a vagheggiar五线谱（to zanarkand钢琴谱完整版）

版权声明：
本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如若内容造成侵权、违法违规、事实不符，请将相关资料发送至xkadmin@xkablog.com进行投诉反馈，一经查实，立即处理！

转载请注明出处，原文链接：https://www.xkablog.com/rfx/41790.html

相关文章：