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在C语言中，open、write和read函数是系统调用（system calls），它们直接由操作系统提供，用于底层的文件操作。这些函数是UNIX和类UNIX系统（如Linux）中的标准接口，不同于C标准库中的文件操作函数（如fopen、fwrite和fread）。
open
open函数用于打开一个文件或创建一个新文件，并返回一个文件描述符。这个函数在C语言的标准库中定义在<fcntl.h>头文件中。
#include <fcntl.h>int fd = open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
pathname：要打开的文件的路径。flags：文件打开的模式标志，例如O_RDONLY（只读）、O_WRONLY（只写）、O_RDWR（读写）、O_CREAT（如果文件不存在则创建）等。mode：文件创建时的权限模式，通常是一个三位八进制数，例如0666表示读写权限。
返回值：
- 成功时返回一个文件描述符（非负整数）。
- 失败时返回
-1，并设置errno。
常见的 flags
-
O_RDONLY:- 只读模式打开文件。
- 文件描述符用于读取操作。
-
O_WRONLY:- 只写模式打开文件。
- 文件描述符用于写入操作。
-
O_RDWR:- 读写模式打开文件。
- 文件描述符可以用于读取和写入操作。
-
O_CREAT:- 如果文件不存在，则创建文件。
- 需要提供
mode参数来设置文件权限（如果文件被创建）。
-
O_TRUNC:- 如果文件已存在且以写入模式打开，则截断文件为零长度（即清空文件内容）。
-
O_APPEND:- 以追加模式打开文件。
- 写入数据时，数据将被追加到文件的末尾，而不是覆盖文件的现有内容。
-
O_EXCL:- 与
O_CREAT一起使用时，如果文件已经存在，则open调用失败。 - 用于确保文件的创建是唯一的。
- 与
-
O_NONBLOCK:- 以非阻塞模式打开文件。
- 读写操作不会阻塞进程，适用于需要非阻塞操作的情况（如管道和套接字）。
-
O_SYNC:- 以同步模式打开文件。
- 写入操作会在返回前确保数据被写入磁盘，适用于对数据持久性要求高的场景。
-
O_DSYNC:
- 以同步模式打开文件。不包括文件的元数据（如修改时间等）
- 由于 O_DSYNC 不涉及文件的元数据同步，它的性能开销通常低于 O_SYNC。这使得 O_DSYNC 更适合对数据持久性要求高但对元数据一致性要求相对较低的场景。
文件权限（mode）
当使用 O_CREAT 创建文件时，还需要指定文件权限（mode）。这是一个三位八进制数，表示文件的权限。例如：
0666：文件的所有者、组和其他用户都有读写权限。0644：文件的所有者有读写权限，而组和其他用户只有读权限。0755：文件的所有者有读、写和执行权限，而组和其他用户只有读和执行权限。
权限模式由三个部分组成，分别表示文件的用户、组和其他用户的权限：
- 用户权限（Owner permissions）：前两位（如
6表示读写权限，4表示读权限）。 - 组权限（Group permissions）：中间两位。
- 其他权限（Other permissions）：最后两位。
write
write函数用于向文件写入数据。它在<unistd.h>头文件中定义。
#include <unistd.h>ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
fd：文件描述符，通过open函数获得。buf：指向要写入数据的内存区域的指针。count：要写入的字节数。
返回值：
- 成功时返回实际写入的字节数。
- 失败时返回
-1，并设置errno。
read
read函数用于从文件中读取数据。它同样在<unistd.h>头文件中定义。
#include <unistd.h>ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
fd：文件描述符，通过open函数获得。buf：指向用来存储读取数据的内存区域的指针。count：要读取的字节数。
返回值：
- 成功时返回实际读取的字节数（可能小于
count）。 - 返回
0表示文件末尾。 - 失败时返回
-1，并设置errno。
lseek
lseek 是一个用于调整文件描述符的文件偏移量的系统调用。它可以在文件中设置读写操作的位置。以下是 lseek 的基本用法和参数说明：
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
fd：文件描述符，通常由open系统调用返回。offset：新的偏移量值，具体含义取决于whence参数。whence：指定偏移量的起始位置，可以是以下三个常量之一：SEEK_SET：文件的起始位置。SEEK_CUR：文件当前的位置。SEEK_END：文件的末尾位置。
返回值
- 成功时，
lseek返回新的文件偏移量。 - 失败时，返回
-1并设置errno以指示错误原因。
综合示例
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main() {int fd = open("out.txt", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);if (fd < 0) {perror("open");exit(EXIT_FAILURE);}// 写入数据const char *message = "Hello World";ssize_t bytesWritten = write(fd, message, strlen(message));if (bytesWritten < 0) {perror("write");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}// 将文件描述符 fd 的偏移量设置到文件的开始位置if (lseek(fd, 0, SEEK_SET) < 0) {perror("lseek");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}// 读取数据char buffer[20];ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);if (bytesRead < 0) {perror("read");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}// 字符串要添加终止符buffer[bytesRead] = '\0';printf("%s\n", buffer);// 关闭文件close(fd);return 0;
}