文件描述符

在UNIX和类UNIX系统中，文件描述符是在进程执行期间打开的文件的唯一标识符。它是一个非负整数，在进程中代表文件的打开状态，文件描述符0，1和2通常分别用于标准输入，标准输出和标准错误。文件描述符可以打开，读取，写入和关闭文件，以便在系统中进行I/O操作。

打开文件描述符

要打开文件描述符，可以使用UNIX的open()系统调用。以下是open()函数原型：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *path, int oflag, ...);

open()的第一个参数是要打开的文件的路径，第二个参数是打开标志，它包含以下标志的按位或：

• O_RDONLY：以只读方式打开文件
• O_WRONLY：以只写方式打开文件
• O_RDWR：以读写方式打开文件
• O_CREAT：如果文件不存在，则创建该文件
• O_EXCL：与O_CREAT一起使用，如果文件已经存在，则出错
• O_APPEND：以追加方式打开文件

open()返回的值是一个文件描述符，它可以用于后续的I/O操作。

读取和写入文件描述符

读取和写入文件描述符的操作与常规文件的操作类似。可以使用UNIX的read()和write()系统调用来分别读取和写入文件描述符。以下是这些函数的原型：

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);
ssize_t write(int fildes, const void *buf, size_t nbyte);

read()函数从文件描述符中读取指定数量的字节，并将它们存储在缓冲区中。如果没有错误，它将返回读取的字节数。write()函数将指定数量的字节写入文件描述符。如果没有错误，它将返回已写入的字节数。

关闭文件描述符

当进程使用文件描述符完成操作后，它应该将其关闭。使用UNIX的close()系统调用来关闭文件描述符。以下是close()函数的原型：

#include <unistd.h>
int close(int fildes);

close()函数将指定的文件描述符关闭。如果成功，它将返回0。如果出错，则返回-1。

示例

以下是一个简单的示例，它打开文件“test.txt”，从中读取内容并将其写入stdout：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int fd = open("test.txt", O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    char buf[1024];
    ssize_t nread;
    while ((nread = read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
        if (write(STDOUT_FILENO, buf, nread) != nread) {
            perror("write");
            return -1;
        }
    }

    if (nread < 0) {
        perror("read");
        return -1;
    }

    if (close(fd) < 0) {
        perror("close");
        return -1;
    }

    return 0;
}

在此示例中，open()打开名为“test.txt”的文件并返回一个文件描述符。然后，程序使用read()函数从文件描述符中读取内容，并使用write()函数将其写入标准输出。在处理完文件后，close()函数关闭文件描述符并结束程序。

结论

文件描述符是UNIX和类UNIX系统中进行I/O操作的重要概念。使用文件描述符，程序员可以打开，读取，写入和关闭文件。这是任何UNIX编程工作中的基本技能。