Linux系統(tǒng)下的文件與時(shí)間編程

山東師范大學(xué) 丁德文

1.文件編程

Linux中文件編程可以使用兩種方法：Linux系統(tǒng)調(diào)用以及C語言庫函數(shù)，這兩者的區(qū)別在于前者依賴于linux系統(tǒng)，后者與操作系統(tǒng)是獨(dú)立的，在任何操作系統(tǒng)下，使用C語言庫函數(shù)操作文件的方法都是相同的。

1.1 系統(tǒng)調(diào)用-創(chuàng)建文件

int creat(const char *filename,mode_t mode)

filename:要?jiǎng)?chuàng)建的文件名(包含路徑，缺省為當(dāng)前路徑)。

mode:創(chuàng)建模式。

常見的創(chuàng)建模式有：

S_IRUSR 可讀

S_IWUSR 可寫

S_IXUSR 可執(zhí)行

S_IRWXR 可讀.`寫`執(zhí)行

除了可以使用上述宏以外，還可以直接使用數(shù)字來表示文件的訪問權(quán)限：

無任何權(quán)限–>0

可執(zhí)行–>1

可寫–>2

可讀–>4

上述屬性的和，如可寫可讀–>6

若一個(gè)文件的屬性是7，則表示此文件的屬性為可讀可寫可執(zhí)行。

1.2 文件描述

在linux系統(tǒng)中，所有打開的文件都對應(yīng)一個(gè)文件描述符。文件描述符的本質(zhì)是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。當(dāng)打開一個(gè)文件時(shí)，該整數(shù)由系統(tǒng)來分配。文件描述符的范圍是0-OPEN_MAX。早期的UNIX版本OPEN_MAX=19，即允許每個(gè)進(jìn)程同時(shí)打開20個(gè)文件，現(xiàn)在很多系統(tǒng)則將其增加至1024。

系統(tǒng)調(diào)用-打開文件

int open(const char *pathname,int flags)

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

pathname:要打開的文件名(包含路徑，缺省為當(dāng)前路徑)。

flags：打開標(biāo)志。常見的打開標(biāo)志有：

O_RDONLY只讀方式打開；O_WRLY只寫方式打開；O_RDWR寫方式打開；O_APPEND追加方式打開；O_CREAT創(chuàng)建一個(gè)文件；O_NOBLOCK非阻塞方式打開。

1.3 系統(tǒng)調(diào)用-關(guān)閉文件

當(dāng)完成操作文件以后，需要關(guān)閉文件：

int close(int fd)

fd:文件描述符。

1.4 系統(tǒng)調(diào)用-讀文件

int read(int fd,const void *buf,size_t length)

功能：從文件描述符fd所指定的文件中讀取length個(gè)字節(jié)到buf所指向的緩沖區(qū)中，返回值為實(shí)際讀取的字節(jié)數(shù)。

1.5 系統(tǒng)調(diào)用-定位文件

whence可使用下述值：

SEEK_SET:相對文件開頭。

SEEK_CUR:相對文件讀寫指針的當(dāng)前位置。

SEEK_END:相對文件末尾。

Offset可取負(fù)值，表示向前移動(dòng)。例如下述調(diào)用可將文件指針相對當(dāng)前位置向前移動(dòng)5個(gè)字節(jié)：Iseek(fd,-5,SEEK_CUR)int lseek(int fd,offset_t offset,int whence)

功能：將文件讀寫指針相對whence移動(dòng)offset個(gè)字節(jié)。操作成功時(shí)，返回文件指針相對于文件頭的位置。

由于lseek函數(shù)的返回值為文件指針相對于文件頭的位置，因此下面調(diào)用的返回值就是文件的長度：

Lseek(fd,0,SEEK_END)

當(dāng)判斷文件是否可以進(jìn)行某種操作(讀，寫等)，這時(shí)可以使用access函數(shù)：

int access(const char *pathname,int mode)pathname:：文件名稱mode：要判斷的訪問權(quán)限?？梢匀∫韵轮祷蛘呤撬麄兊慕M合。R_OK:文件可讀；W_OK:文件可寫；X_OK：文件可執(zhí)行；F_OK：文件存在。

返回值：當(dāng)我們測試成功時(shí)，函數(shù)返回0，否則如果一個(gè)條件不符時(shí)，返回-1。

2.庫函數(shù)

C庫函數(shù)的文件操作是獨(dú)立于具體的操作系統(tǒng)平臺的，不管是在DOS、Windows、Linux還是在VxWorks中都是這些函數(shù)。

庫函數(shù)——?jiǎng)?chuàng)建和打開：

FILE *fopen（const char *filename,const char *mode）

Filename：打開的文件名(包含路徑，缺省為當(dāng)前路徑)。

Mode：打開模式。常見的打開模式有：r,rb只讀方式打開；w,wb只寫方式打開，如果文件不存在，則創(chuàng)建文件；a,ab追加方式打開，如果文件不存在，則創(chuàng)建文件；w,w+b,wh+讀寫方式打開，如果文件不存在，則創(chuàng)建文件；a+,a+b,ab+讀和追加方式打開，如果文件不存在，則創(chuàng)建該文件。b用于區(qū)分二進(jìn)制文件和文本文件，這一點(diǎn)在DOS。Windows系統(tǒng)中是有區(qū)分的，但Linux不區(qū)分二進(jìn)制文件和文本文件。

size_t fread(void *ptr,size_t size,size_t n,FLIE *stream)

功能：從stream指向的文件中讀取n個(gè)字段，每個(gè)字段為size字節(jié)，并將讀取的數(shù)據(jù)放入ptr所指的字符數(shù)組中，返回實(shí)際已讀取的字節(jié)數(shù)。

size_t fwrite(const void *ptr,size_t size,size_t n,FLIE *stream)

功能：從緩沖區(qū)ptr所指的數(shù)組中把n個(gè)字段寫到stream指向的文件中，每個(gè)字段長為size個(gè)字節(jié)，返回實(shí)際寫入的字段數(shù)。

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

whence：SEEK_SET從文件的開始出開始搜索；SEEK_CUR從當(dāng)前位置開始搜索；SEEK_END從文件的結(jié)束處開始搜索。

在編寫程序的時(shí)候，有時(shí)會(huì)需要得到當(dāng)前路徑。C庫函數(shù)提供了getcwd來解決這個(gè)問題。

char *getcwd(char *buffer,size_t size)

提供一個(gè)size大小的buffer,getcwd，會(huì)把當(dāng)前的路徑名copy到buffer中，如果buffer太小，函數(shù)會(huì)返回-1。

創(chuàng)建目錄

#include

int mkdir(char *dir,int mode)

功能：創(chuàng)建一個(gè)新目錄。

返回值：0表示成功，-1表示出錯(cuò)。

3.時(shí)間編程

在linux編程時(shí)我們經(jīng)常用到輸出系統(tǒng)當(dāng)前的時(shí)間，計(jì)算程序執(zhí)行的時(shí)間和延時(shí)執(zhí)行等，比如對算法進(jìn)行時(shí)間分析。

時(shí)間類型：

Coordinated Universal Time(UTC)：世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，也就是格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（Greenwich Mean Time,GMT）。

Calendar Time:日歷時(shí)間，是用“從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)（如：1970年1月1日0點(diǎn)）到此時(shí)經(jīng)過的秒數(shù)”來表示的時(shí)間。

時(shí)間獲?。?/p>

Time_t time(time_t *tloc)

功能：獲取日歷時(shí)間，即從1970年1月1日0點(diǎn)到現(xiàn)在所經(jīng)歷的秒數(shù)。

時(shí)間轉(zhuǎn)化struct tm *gmtime(const time_t *timep)

功能：將日歷時(shí)間轉(zhuǎn)化為格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，并保持至TM結(jié)構(gòu)。

struct tm *localtime(const time_t*timep)

功能：將日歷時(shí)間轉(zhuǎn)化為本地時(shí)間，并保存至TM結(jié)構(gòu)。

時(shí)間顯示

char *asctime(const struct tm*tm)

功能：將tm格式的時(shí)間轉(zhuǎn)化為字符串，如：Sat Jul 30 07:42:06 2012 char*ctime(const time_t *timep)

功能：將日歷時(shí)間轉(zhuǎn)化為本地時(shí)間的字符串形式。

時(shí)間獲取：

int gettimeofday(struct timeval*tv,struct timezone *tz)

功能：獲取從今日凌晨到現(xiàn)在的時(shí)間差，常用于計(jì)算事件耗時(shí)。

延時(shí)執(zhí)行：

unsigned int sleep(unsignen int seconds)

功能：使程序睡眠seconds秒。

void usleep(unsigned long usec)

功能：使程序睡眠usec微妙。

4.總結(jié)

本文介紹了linux下文件編程與時(shí)間編程，主要介紹了文件的創(chuàng)建于打開，文件的讀寫操作，以及時(shí)間的獲取與轉(zhuǎn)化等。本文從概念上對linux下的文件編程以及時(shí)間編程做了系統(tǒng)的闡述，需要做的工作還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

[1]Mark GSobell.Apractical guide to Linux[M].Addison-Wesley Pub Co,1997.

[2]Eberhardt Rechtin.Systems architecting:Creating and building complex systems[M].Prentice Hall,1991.

[3]Andrew G Morgan.The Linux-PAM system administrators'guide[M].Linux Documentation Project,2002.

[4]John Paul Wallington.The GNU bash reference manual M].Free Software Foundation,2002.