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在计算机编程中#xff0c;输入/输出编程#xff08;I/O 编程#xff09; 是一个重要的概念#xff0c;指的是通过程序与外部世界#xff08;如用户输入、文件、…这篇文章详细讲解的是 理解在Linux操作系统中输入/输出I/O编程与文件操作的关系。
在计算机编程中输入/输出编程I/O 编程 是一个重要的概念指的是通过程序与外部世界如用户输入、文件、设备等进行数据交换的过程。文件操作是 I/O 编程中最常见的应用场景之一通过文件操作可以对数据进行持久化存储。
这篇文章也是I/O编程的最为基础的知识我将会从 I/O 编程、文件的分类、与文件相关的 I/O 操作 和 持久化数据的实现 等方面展开说明。
输入/输出编程的基础
什么是 I/O
input 输入将外部数据输入到程序中例如键盘输入、文件读取、网络数据接收等。output 输出将程序数据输出到外部例如打印到屏幕、写入文件、发送网络数据等。
I/O 的作用
I/O 编程的核心任务是 将程序的操作作用于某种 I/O 对象如文件、设备、网络接口等。文件 是最常见的 I/O 对象之一程序通过文件 I/O 操作实现数据的存储和读取。
I/O 编程中的“文件”
在操作系统中“文件”是一个广义的概念指的是可以进行数据存储的抽象对象。而 I/O编程 中的文件不仅仅指磁盘上的普通文本文件还包括设备文件、管道文件、网络文件等。
文件的分类7种文件类型
在 Linux 操作系统中文件分为以下几种类型
文件类型描述普通文件 -常见的文本文件、二进制文件、源代码文件等。目录文件目录本质上也是一种文件存储了目录下的文件列表及其元数据。链接文件指向另一个文件的引用可以是软链接符号链接或硬链接。设备文件表示硬件设备包括字符设备如键盘和块设备如磁盘。管道文件用于进程间通信的文件分为命名管道FIFO和匿名管道。套接字文件用于网络通信的文件表示网络连接的端点。内存映射文件文件与内存直接映射用于高效的文件读取和写入操作。
文件的广义理解 本质在 Linux 中所有可以进行 I/O 操作的对象都可以看作文件。统一接口文件、设备、网络等都可以通过统一的文件描述符和 I/O 系统调用进行访问。
对文件进行 I/O 操作
文件 I/O 的概念 文件 I/O 指的是通过编程对文件进行 读Read 和 写Write 的操作。通过文件 I/O可以实现数据的持久化存储、文件内容的处理等。
文件 I/O 的基本操作 文件操作通常包括以下步骤
打开文件通过 open() 或 fopen() 打开文件获取文件描述符或文件指针。读写文件 读取文件通过 read() 或 fread() 从文件中获取数据。写入文件通过 write() 或 fwrite() 将数据写入文件。 关闭文件通过 close() 或 fclose() 关闭文件释放资源。
文件操作的示例 使用 C 语言实现文件 I/O 操作
#include stdio.h
#include stdlib.hint main() {// 打开文件进行写入FILE *file fopen(example.txt, w);if (file NULL) {perror(Error opening file);return 1;}// 写入数据fprintf(file, Hello, world!\n);fprintf(file, This is a test file.\n);// 关闭文件fclose(file);// 打开文件进行读取file fopen(example.txt, r);if (file NULL) {perror(Error opening file);return 1;}// 读取数据char buffer[256];while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file) ! NULL) {printf(%s, buffer);}// 关闭文件fclose(file);return 0;
}文件 I/O 的作用 数据存储将程序运行过程中产生的数据存储到文件中便于后续使用。数据读取从外部文件中加载数据到程序中作为程序的输入。数据共享通过文件在不同程序间传递数据。
将数据保留文件持久化
什么是持久化 持久化是指 将程序中的数据保存到外部存储介质如磁盘文件中以便程序退出后数据仍然可以被访问。
文件 I/O 和数据持久化的关系
文件 I/O 是实现数据持久化的主要手段。程序通过文件操作将数据写入文件实现对数据的长期保存。
示例程序将用户输入的数据保留到文件 任务读取用户输入并将其保存到文件中
#include stdio.hint main() {// 打开文件进行追加写入FILE *file fopen(log.txt, a);if (file NULL) {perror(Error opening file);return 1;}// 获取用户输入并写入文件char input[256];printf(Enter some text: );fgets(input, sizeof(input), stdin);fprintf(file, %s, input);// 关闭文件fclose(file);printf(Data saved to log.txt\n);return 0;
}输入/输出编程的本质 I/O 编程的目标是将程序的 I/O 功能作用于某种 I/O 对象如文件。文件是 I/O 编程的核心对象之一通过文件操作可以实现数据的持久化和共享。 文件的种类 文件在 Linux 中有广义的定义包括普通文件、设备文件、管道文件等。 文件操作的意义 文件 I/O 编程 是通过系统调用或库函数对文件进行读取和写入操作。文件 I/O 是实现数据持久化的主要手段可以将程序运行时的数据保留到文件中。 文件 I/O 编程的应用场景 数据存储如配置文件、数据库文件。数据读取如加载程序输入、日志文件读取。数据共享如通过文件在程序之间传递信息。 通过输入/输出编程程序可以高效地操作文件实现数据的保存和共享从而扩展程序的功能和应用范围。
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