文件IO：文件定位、权限修改

1. 文件定位接口 lseek

1.1 为什么需要 lseek

在文件读写过程中，文件指针（光标）会随着 read 或 write 操作自动移动。

• 读后写：读完文件后，指针在末尾，直接写入会追加内容，符合预期。
• 写后读：写入一行内容后，指针位于写入内容的末尾。如果此时想读取刚才写入的内容，由于指针不在开头，直接读取会失败（读不到数据）。
• 解决方案：需要使用 lseek 函数手动移动文件读写指针到指定位置。

1.2 函数原型

#include <unistd.h>

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

1.3 参数详解

1. fd：文件描述符。
2. offset：偏移量，表示移动的字节数（可以是负数）。
3. whence：参考位置，决定从何处开始计算偏移量。
   • SEEK_SET：从文件开头开始计算。新位置 = 文件开头 + offset。
   • SEEK_CUR：从当前位置开始计算。新位置 = 当前位置 + offset。
   • SEEK_END：从文件末尾开始计算。新位置 = 文件末尾 + offset。

1.4 返回值

• 成功：返回新的文件读写位置（距离文件开头的字节数）。
• 失败：返回 -1。

1.5 常用使用场景

1. 重置指针到文件开头：

   lseek(fd, 0, SEEK_SET);
   

2. 移动指针到文件末尾（用于追加写入）：

   lseek(fd, 0, SEEK_END);
   

3. 获取当前指针位置：
   偏移量设为 0，参考位置设为 SEEK_CUR，不移动指针，仅返回当前位置。

   off_t current_pos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
   

1.6 代码演示与注意事项

• 指针移动验证：

  • 刚 open 文件时，指针位置为 0。
  • read 读取 10 个字节后，指针位置变为 10。
  • write 写入 3 个字节后，指针位置变为 13。

• 覆盖写入风险：

  • 如果指针未移动到文件末尾空白处直接写入，会覆盖原有内容。
  • 例如：在位置 10 写入 "AAA"，会覆盖原文件该位置的 3 个字符。
  • 建议：若要追加内容而不破坏原文件，应先 lseek(fd, 0, SEEK_END)。

• 读取整个文件：

  • 先 lseek(fd, 0, SEEK_SET) 回到开头。
  • 使用 while 循环配合 read 读取，直到 read 返回 0（表示读到文件末尾 EOF）。

• 缓冲区清理：

  • 使用 printf("%s", buf) 打印读取内容时，若缓冲区未清空，可能打印出上次残留的垃圾数据。
  • 解决：每次读取前使用 bzero(buf, sizeof(buf)) 清空缓冲区。

  #include <strings.h>
  bzero(buf, sizeof(buf));
  

2. 修改文件权限 chmod

2.1 为什么需要 chmod

• open 函数打开文件时，若文件权限不足（如只有写权限却尝试以读方式打开），会导致打开失败。
• 有时需要在代码中动态修改文件权限，以便后续进行读写操作，或在操作完成后限制权限。

2.2 函数原型

#include <sys/stat.h>

int chmod(const char *path, mode_t mode);

2.3 参数详解

1. path：文件路径字符串。
2. mode：新的权限值。
   • 八进制表示法：如 0664 (rw-rw-r--)，0200 (只写)。
   • 宏定义表示法：需结合位运算，如 S_IRUSR | S_IWUSR。
   • 权限位说明（八进制）：
     • 第一位：特殊权限（通常设为 0）。
     • 第二位：所有者权限 (User)。
     • 第三位：所属组权限 (Group)。
     • 第四位：其他用户权限 (Others)。
     • 数值：4 (读 r), 2 (写 w), 1 (执行 x)。

2.4 返回值

• 成功：返回 0。
• 失败：返回 -1。

2.5 代码演示

• 场景：修改文件权限为只写 (0200)，然后尝试以只读 (O_RDONLY) 打开。
• 步骤：
  1. 调用 chmod("filename", 0200) 修改权限。
  2. 检查返回值，若 < 0 则修改失败。
  3. 调用 open("filename", O_RDONLY)。
  4. 由于权限不足，open 将失败，返回 -1。
  5. 再次调用 chmod("filename", 0664) 恢复权限。
  6. 再次 open，此时可成功打开。
• 注意：chmod 应在 open 之前调用。若文件已打开，修改权限可能不会立即影响已打开的文件描述符，且操作的是磁盘上的文件节点。

3. 关键代码片段总结

3.1 lseek 读取整个文件

// 回到文件开头
lseek(fd, 0, SEEK_SET);

// 循环读取
char buf[20] = {0};
int ret = 0;
while ((ret = read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
    bzero(buf, sizeof(buf)); // 清空缓冲区，防止打印乱码
    // 注意：实际打印应只打印 ret 个字节，或者确保 buf 以 '\0' 结尾
    // 此处演示中为了简单直接打印，但严谨做法是处理 ret 长度
    printf("%s", buf); 
}
if (ret == 0) {
    printf("Read end\n");
}

3.2 chmod 权限修改

#include <sys/stat.h>

// 修改为只写权限 (0200)
if (chmod(argv[1], 0200) < 0) {
    perror("chmod error");
    return -1;
}

// 尝试打开
int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
if (fd == -1) {
    printf("Open error (Permission denied)\n");
}

// 恢复权限
chmod(argv[1], 0664);