实验四 Linux的文件处理.docx

资源描述

实验四 Linux的文件处理.docx

《实验四 Linux的文件处理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验四 Linux的文件处理.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实验四 Linux的文件处理.docx

实验四Linux的文件处理

1.目的要求

（1）学习和掌握gcc等Linux的开发调试环境。

（2）学习并掌握Linux的文件操作。

（3）编写并实现“学生管理系统”程序。

2.实验内容

（1）文件底层系统调用实验

●使用vi将程序清单4-1和4-2的程序输入，并在当前目录下创建文件“file.in”和文件“file.out”，尽可能的使文件“file.in”大一些。

●利用gcc分别编译这两个程序，写出编译命令和执行结果；如果不成功，尝试利用gdb调试。

编译命令：

gcc-oyunxing4_1.c

运行结果：

编译命令：

gcc-oyunxing4_2.c

运行结果：

●仔细观察这两个程序，比较标准C的文件操作和Linux的系统调用open、read、write等的使用区别。

标准C的文件操作:

是带有缓冲池的文件操作，同样的文件，读取时只需一次性。

Linux的系统调用:

直接调用底层函数，里面的while（（nread=read（in,&c,sizeof（c）））>0）语句，是循环调用read函数，即访问一个数据边调用底层函数，这样会增加内外模式切换，增加负担。

●按照说明重新修改程序4-2，并使用time命令察看程序执行的时间效率上有何区别。

注意：

time中real代表程序实际运行时间

User中代表用户态运行时间

Sys中代表内核态运行时间

模拟系统调用：

命令：

time./yunxing

结果：

模拟缓冲区调用：

命令：

time./yunxing

结果：

论断：

带有缓冲区的调用会比系统调用节省时间。

●输入、编译并运行程序4-3和4-4，写出执行结果，并比较他们fseek和lseek在使用方法上的异同。

4_3:

其中hole.File内容:

4_4:

Hole.file内容：

结论：

就能容上并无差异。

（2）目录信息的单层浏览

●使用vi将程序清单4-5和4-6程序输入。

●利用gcc分别编译这两个程序，写出编译命令和执行结果；如果不成功，尝试利用gdb调试。

命令:

gcc-oyunxing4_5.c

结果：

命令:

gcc-oyunxing4_6.c

结果：

●仔细观察这两个程序，比较它们的区别。

区别：

都是事先查询显示路径下的目录下的文件。

前者：

不方便操作，类似于系统的直接调用，不为应用层熟悉的方法，而且路径不灵活

后者：

把目录的操作封装成了函数，这样封锁繁杂的细节，应用层没必要知道怎么实现，只需知道怎么用，方便了应用层，可移植性大

（3）目录信息的完整浏览

●使用vi将程序清单4-7和4-8程序输入。

●利用gcc分别编译这两个程序，写出编译命令和执行结果；如果不成功，尝试利用gdb调试。

命令:

gcc-oyunxing4_7.c

结果：

命令:

gcc-oyunxing4_8c

结果：

●仔细阅读、比较这两个程序，并写出目录浏览的算法描述。

算法是递归搜索目录下的文件，主要是递归

（4）mmap、msync和munmap的使用

●使用vi将程序清单4-9程序输入。

●利用gcc编译程序，写出编译命令和执行结果；如果不成功，尝试利用gdb调试。

命令：

gcc-oyunxing4_9.c

结果：

●仔细阅读程序，并画出程序流程图。

用fseekfreadfwrite函数改变结构体43的值为143

对结构体每个数据项赋值并写入文件

定义结构体，文件

用mmap映射虚拟内存

用msync回写入文件

用munmap释放虚拟内存

虚拟内存图如下：

（5）学习并分别使用标准C的文件操作函数和Linux的系统调用创建一个对学生基本信息进行操作（插入、修改和删除）的C程序，学生基本信息以结构体的形式存储在文件stu.info中。

structstu_info的定义如下：

structstu_info{

charstu_num[12];

charname[10];

shortintsex;/*0为女生，1为男生*/

charmobile_phone[12];

};

3.主要仪器设备及软件

（1）硬件：

计算机、网络

（2）软件：

VMWareworkstation、RedHat9.0

4.附录：

程序清单

（1）程序清单4-1

#include

intmain（void）

{

charc;

FILE*in,*out;

if（（in=fopen（"file.in","r"））==NULL）

{

perror（"fileopenerror!

"）;

exit（0）;

}

out=fopen（"file.out","w"）;

while（（c=fgetc（in））!

=EOF）

fputc（c,out）;

fclose（in）;

fclose（out）;

}

（2）程序清单4-2

#include

intmain（）

{

//charblock[1024];

charc;

intin,out;

intnread;

in=open（"file.in",O_RDONLY）;

out=open（"file.out",O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR）;

//将注释打开，并将两条语句的后一句注释掉，重新编译执行。

//while（（nread=read（in,block,sizeof（block）））>0）

while（（nread=read（in,&c,sizeof（c）））>0）

//write（out,block,nread）;

write（out,&c,nread）;

close（in）;

close（out）;

}

（3）程序清单4-3

#include

charbuf1[]="abcdefghij";

charbuf2[]="ABCDEFGHIJ";

voiderr_exit（char*err_s）

{

perror（err_s）;

exit

（1）;

}

intmain（void）

{

FILE*fp;

if（（fp=fopen（"hole.file","w"））==NULL）

err_exit（"fileopenfail!

"）;

if（fwrite（buf1,sizeof（buf1）,1,fp）!

=1）

err_exit（"filewritebuf1error!

"）;

if（fseek（fp,40,SEEK_SET）==-1）

err_exit（"fseekerror!

"）;

if（fwrite（buf2,strlen（buf2）,1,fp）!

=1）

err_exit（"filewritebuf2error!

"）;

fclose（fp）;

}

（4）程序清单4-4

#include

charbuf1[]="abcdefghij";

charbuf2[]="ABCDEFGHIJ";

voiderr_exit（char*err_s）

{

perror（err_s）;

exit

（1）;

}

intmain（void）

{

intfd;

if（（fd=open（"hole.file",O_WRONLY|O_CREAT/*|O_APPEND,0644*/））==-1）

err_exit（"fileopenfail!

"）;

if（write（fd,buf1,10）!

=10）

err_exit（"filewritebuf1error!

"）;

if（lseek（fd,40,SEEK_SET）==-1）

err_exit（"lseekerror!

"）;

if（write（fd,buf2,10）!

=10）

err_exit（"filewritebuf2error!

"）;

}

（5）程序清单4-5

#include

intmain（）

{

DIR*pDir=opendir（“MyDirectory”）;

structdirent*pDirent;

structstatvStat;

if（pDir==NULL）

{

printf（“Can’topenthedirectory\”MyDirectory\”）;

return1;

}

while（（pDirent=readdir（pDir））!

=NULL）

{

lstat（pDirent->d_name,&vStat）;

if（S_ISDIR（vStat.st_mode））

printf（“Directory:

%s\n”,pDirent->d_name）;

else

printf（“File:

%s\n”,pDirent->d_name）;

}

closedir（pDir）;

return0;

}

（6）程序清单4-6

#include

intprintDir（char*path）

{

DIR*pDir=opendir（path）;

structdirent*pDirent;

structstatvStat;

if（pDir==NULL）

{

printf（“Can’topenthedirectory：

%s”，path）;

return-1;

}

while（（pDirent=readdir（pDir））!

=NULL）

{

lstat（pDirent->d_name,&vStat）;

if（S_ISDIR（vStat.st_mode））

printf（“Directory:

%s\n”,pDirent->d_name）;

else

printf（“File:

%s\n”,pDirent->d_name）;

}

closedir（pDir）;

return0;

}

intmain（）

{

char*dirPath;

printf（“pleaseinputbrowsedir’spath:

”）;

scanf（“%s”,dirPath）;

if（printDir（dirPath）==0）

return0;

else

return-1;

}

（7）程序清单4-7

/*Westartwiththeappropriateheadersandthenafunction,printdir,

whichprintsoutthecurrentdirectory.

Itwillrecurseforsubdirectories,usingthedepthparameterisusedforindentation.*/

#include

voidprintdir（char*dir,intdepth）

{

DIR*dp;

structdirent*entry;//定义目录结构体

structstatstatbuf;//文件属性结构体

if（（dp=opendir（dir））==NULL）{

fprintf（stderr,"cannotopendirectory:

%s\n",dir）;

return;

}

chdir（dir）;//改变工作目录

while（（entry=readdir（dp））!

=NULL）{

lstat（entry->d_name,&statbuf）;//读取符号文件文件属性

if（S_ISDIR（statbuf.st_mode））{

/*Foundadirectory,butignore.and..*/

if（strcmp（".",entry->d_name）==0||

strcmp（"..",entry->d_name）==0）

continue;

printf（"%*s%s/\n",depth,"",entry->d_name）;

/*Recurseatanewindentlevel*/

printdir（entry->d_name,depth+4）;

}

elseprintf（"%*s%s\n",depth,"",entry->d_name）;

}

chdir（".."）;//返回

closedir（dp）;

}

/*Nowwemoveontothemainfunction.*/

intmain（）

{

printf（"Directoryscanof/home:

\n"）;

printdir（"/home",0）;

printf（"done.\n"）;

exit（0）;

}

（8）程序清单4-8

/*Westartwiththeappropriateheadersandthenafunction,printdir,

whichprintsoutthecurrentdirectory.

Itwillrecurseforsubdirectories,usingthedepthparameterisusedforindentation.*/

#include

voidprintdir（char*dir,intdepth）

{

DIR*dp;

structdirent*entry;

structstatstatbuf;

if（（dp=opendir（dir））==NULL）{

fprintf（stderr,"cannotopendirectory:

%s\n",dir）;

return;

}

chdir（dir）;

while（（entry=readdir（dp））!

=NULL）{

lstat（entry->d_name,&statbuf）;

if（S_ISDIR（statbuf.st_mode））{

if（strcmp（".",entry->d_name）==0||

strcmp（"..",entry->d_name）==0）

continue;

printf（"%*s%s/\n",depth,"",entry->d_name）;

printdir（entry->d_name,depth+4）;

}

elseprintf（"%*s%s\n",depth,"",entry->d_name）;

}

chdir（".."）;

closedir（dp）;

}

/*Nowwemoveontothemainfunction.*/

intmain（intargc,char*argv[]）

{

char*topdir,pwd[2]=".";

if（argc!

=2）

topdir=pwd;

else

topdir=argv[1];

printf（"Directoryscanof%s\n",topdir）;

printdir（topdir,0）;

printf（"done.\n"）;

exit（0）;

}

（9）程序清单4-9

/*WestartbydefiningaRECORDstructure

andthencreateNRECORDSversionseachrecordingtheirnumber.

Theseareappendedtothefilerecords.dat.*/

#include

typedefstruct{

intinteger;

charstring[24];

}RECORD;

#defineNRECORDS（100）

intmain（）

{

RECORDrecord,*mapped;

inti,f;

FILE*fp;

fp=fopen（"records.dat","w+"）;/可写方式打开

for（i=0;i

record.integer=i;

sprintf（record.string,"RECORD-%d",i）;//把整数I转换成字符串保存在record.string

fwrite（&record,sizeof（record）,1,fp）;//写入一个record的记录

}

fclose（fp）;

/*Wenowchangetheintegervalueofrecord43to143

andwritethistothe43rdrecord'sstring.*/

fp=fopen（"records.dat","r+"）;/可读方式打开

fseek（fp,43*sizeof（record）,SEEK_SET）;

fread（&record,sizeof（record）,1,fp）;

record.integer=143;

sprintf（record.string,"RECORD-%d",record.integer）;

fseek（fp,43*sizeof（record）,SEEK_SET）;

fwrite（&record,sizeof（record）,1,fp）;

fclose（fp）;//用fseekfreadfwrite函数改变值

/*Wenowmaptherecordsintomemory

andaccessthe43rdrecordinordertochangetheintegerto243

（andupdatetherecordstring）,againusingmemorymapping.*/

f=open（"records.dat",O_RDWR）;//文件描述符

mapped=（RECORD*）mmap（0,NRECORDS*sizeof（record）,

PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,f,0）;

mapped[43].integer=243;

sprintf（mapped[43].string,"RECORD-%d",mapped[43].integer）;

msync（（void*）mapped,NRECORDS*sizeof（record）,MS_ASYNC）;//立即写入文件

munmap（（void*）mapped,NRECORDS*sizeof（record））;//解除映射

close（f）;

exit（0）;

展开阅读全文