实验四 Linux的文件处理

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。定义结构体，文件对结构体每个数据项赋值并写入文件用fseekfreadfwrite函数改变结构体43的值为143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、RedHat9.04.附录：程序清单(1)程序清单4-1#includestdio.h#includestdlib.hintmain(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#includeunistd.h#includesys/stat.h#includefcntl.hintmain(){//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#includestdio.h#includeunistd.h#includefcntl.h#includesys/stat.h#includesys/types.hcharbuf1[]=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#includestdio.h#includeunistd.h#includefcntl.h#includesys/stat.h#includesys/types.hcharbuf1[]=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#includestdio.h#includedirent.h#includesys/stat.hintmain(){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);elseprintf(“File:%s\n”,pDirent-d_name);}closedir(pDir);return0;}(6)程序清单4-6#includestdio.h#includedirent.h#includesys/stat.hintprintDir(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);elseprintf(“File:%s\n”,pDirent-d_name);}closedir(pDir);return0;}intmain(){char*dirPath;printf(“pleaseinputbrowsedir’spath:”);scanf(“%s”,dirPath);if(printDir(dirPath)==0)return0;elsereturn-1;}(7)程序清单4-7/*Westartwiththeappropriateheadersandthenafunction,printdir,whichprintsoutthecurrentdirectory.Itwillrecurseforsubdirectories,usingthedepthparameterisusedforindentation.*/#includeunistd.h#includestdio.h#includedirent.h#includestring.h#includesys/stat.hvoidprintdir(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);}/*Nowwemoveontot