1. 前置介绍
在上两篇文章中，我们已经写好了一个基本的 Shell，借助这个小实验理解了进程和进程之间的切换，利用子程序来执行外部命令。这里我们要学习的是 Linux 系统的文件篇。在这篇文章，你可以认识到：
- Linux 下，一切都是文件（概念）
- C 语言中的六种打开模式
- C 语言的打开文件的操作
- 引入系统接口：系统函数打开文件操作
在 Linux 系统编程中我们已经结束了进程篇，文件篇已经开始启航了。
2. 理解 Linux 下的文件
在我们的日常生活中，我们经常能够看到我们操作 Windows 平台的文件，其实 Linux 里面也是一样的。
2-1 简单的理解（狭义）
文件存储在磁盘中，磁盘是永久存储性容器，它不会因为断电而导致文件消失。因此我们可以引出以下几个点：
- 我们对文件的操作就是在磁盘中读取和操作。
- 磁盘是外设，对磁盘的输入和输出就是 IO 操作。
- 盘上的文件本质是对文件的所有操作，都是对外设的输入和输出简称 IO。
2-2 深入理解
我们在之前也说过，Linux 下一切皆文件，不仅仅是磁盘里面的文件。比如我们的显示屏、键盘或者网卡，他们的本质都是文件。 在之前的文章中，我们讲了一个概念：先描述，再组织，这是很重要的概念，在这里我们也适用：我们也是通过结构体来描述这些文件，最后通过链表组织和运行他们。
当你打开一个空的文件夹的时候，这个文件是否占据内存呢？ 答案是显而易见的，他还是占据内存的。尽管在 Windows 平台上显示是 0 个字节，但是其实占据空间的。这里我们指出 文件 = 属性 + 里面的数据。
接下来我们来详细讲解一下 C 语言风格的打开文件吧：
3. C 语言打开文件的模式
先看 C 语言提供了几种打开的方式吧，在学习 C 语言的时候，我们都说有三种大的方向：
- r 模式：只读模式：如果文件不存在，就无法读取。
- w 模式：写入模式：如果文件不存在，会创建一个文件。注意在写入的时候会清空之前写的内容。
- a 模式：追加模式：如果文件不存在，仍然会创建一个文件。与 w 模式不同的是：它会在文件之后追加写入。
这只是三个最基础的，我们还可以在它的后面加上一个 + 号，最后一共是三个大方向，六个模式：
带上 + 号的核心意义是：开启'更新'（Update）模式，允许对同一个文件流既进行读取，又进行写入。
3-1 来尝试 w 模式
我们可以来尝试用程序，来打开或者创建程序来看看吧：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
FILE* fp = fopen("log.txt", "w");
if (fp == NULL) {
perror("open error");
exit(1);
}
char* buff = "hello world";
fprintf(fp, "%s", buff); // 以指定的格式写入文件中
return 0;
}
我们先看这个文件夹内是没有 log.txt 的。开始执行之后，我们再次打开这个文件，我们会发现，文件被创建而且，写入成功。
在这里我们是没有找到路径，他是怎么知道的呢？其实当我们运行的时候，进程里面会保存系统环境变量，其中就有一个信息就是 PWD，我们不给路径，他就默认在这个 PWD 里面拼接文件名，进行创建。
3-2 尝试只读模式（r）
在上面的文件夹中，我们已经创建并且写入成功了，这次我们尝试打开这个文件并读取里面的内容：
FILE* fp = fopen("log.txt", "r");
if (fp == NULL) {
perror("open error");
exit(1);
}
char buff[15];
fscanf(fp, "%s", buff);
printf("%s", buff);
fclose(fp);
return 0;
我们将文件中的内容以字符串导入 buff 之中，但是这里还有一个问题，我们来看运行结果：我们可以看到，这里我们只打印了一个 hello。
这是因为 fscanf 只能读取一个完整的句子，当他遇到一个空格的时候，他就会结束读取。
这里我们就要换其他的接口来完成这个内容了。我们可以尝试使用 fgets 来完成这个内容的提取，同时，为了读取多个句子，我们使用 while 来完成获取里面的所有的句子。
fgets 一旦遇到
\n就会停止读取，但是为了防止文件有多个句子，我们使用 while 来循环读取，直到遇到文件结尾：EOF（end of file）就会结束。
可以看到结果，完美的打印了这一句话，并没有出现上面只打印了一个 hello。
4. 文件操作的三巨头：fprintf、fwrite、fread
在上面我们已经详细提到了 fprintf，这个就是像指定文件中输入，比如可以像标准输出（显示屏）中输入字符串。主要是操作字符的，和 fscanf 一样。（上面也提到了他的缺点。）
这里我们着重讲：fwrite、fread：
4-1：fwrite(数据指针，块大小，块数量，fp)
- 作用：直接把内存块'复印'到文件里。
- 区别：如果你存数字 100：
- fprintf 存的是字符 '1', '0', '0' (3 个字节)。
- fwrite 存的是 int 的二进制原码 (4 个字节)，用记事本打开是乱码。
在这里我们也可以尝试来写一下：
FILE* fp = fopen("log.txt", "w");
if (fp == NULL) {
perror("open error");
exit(1);
}
char* msg = "hello world\n";
int cnt = 10;
while (cnt--) {
// 将 msg 的内容传递给 buff，传第一次，n 是为了安全写入，告诉有多少的内存
char buff[1024];
snprintf(buff, sizeof(buff), "%s%d\n", msg, cnt);
fwrite(buff, strlen(buff), 1, fp);
}
fclose(fp);
return 0;
注意这里面 fwrite 的用法：我们 strlen 是计算 \0 之前的内容，我们是不希望 \0 进入我们的文件中的。
这是因为：是给人看的。记事本不需要（也不喜欢）
\0，它看到\0可能会显示成乱码方块或者这就截断显示了。内存字符串：必须有\0，否则 CPU 不知道字符串在哪里结束。
来看看以下结果：可以看到这样是没有问题的。接下来，简单来写写 fread。
4-2 fread(数据指针，块大小，块数量，fp)
把磁盘中文件写回内存中，我们来看一个代码：
FILE* fp = fopen("log.txt", "r");
if (fp == NULL) {
perror("open error");
exit(1);
}
char buff[1024];
// 这里的 n 指的是本次读取几个字节
int n = fread(buff, 1, sizeof(buff) - 1, fp);
if (n > 0) buff[n] = '\0';
else buff[0] = '\0';
printf("%s", buff);
fclose(fp);
注意这里的 fread 的格式：必须每次读取一个字节，读取 sizeof(buff) - 1 个大小，必须强制留个 \0 一个空间，这样再内存中打印时没有问题的。
5. 引入系统层面的调用
在上文讲了，这些都是语言层面上的调用，不同的语言具有自己的调用方式，JAVA 还是 C++ 都有自己的一套函数来完成这个。 我们这里着重介绍了 C 语言的文件管理。后面，我们回详细讲一下系统层面的调用，还有三个标准输入和输出和错误。