如何理解Linux下的文件描述符 ？以及Linux下的重定向与缓冲区这一概念？？？

前言

        开始正式内容之前，会先大致描述一下我们在说些什么。所有是内容都是围绕文件描述符这一概念进行展开，但是并不会直接切入这一概念，因为这一概念并不是很难，但是因为文件描述符而涉及的周边概念是很广泛的，我会由周边涉及到的知识逐步递进，逐渐引入文件描述符。

首先我们先解答下面的疑问。

1.文件是什么？

请参考 ，总结一下就是，文件 = 内容 + 属性（属性也是数据）

2.文件的相关操作是什么？

无外乎两种：a.对内容的操作 b.对属性的操作

3.访问文件本质是谁在访问？

进程。为什么？

用户访问文件，会先写代码 ---> 编译  ---> 形成可执行程序  ---> 运行 ---> 通过接口进行访问，而运行起来的程序不就是进程嘛。

文件存储在哪里？磁盘（磁盘是硬件），用户可以直接向硬件进行写入嘛？答案是肯定不可以的，只有操作系统才有权限向硬件进行写入。

如果普通用户也想向硬件中进行写入呢？比如说我们就想直接修改磁盘上的文件，怎么办？？？此时，就需要操作系统提供文件类的系统调用接口了。

要注意，这样的接口只有一套，因为系统只有一个。什么意思呢？Linux关于文件类的系统接口只有一套，但是C/C++/Java/Python...都有各自关于文件类的接口，为什么它们不直接使用系统接口呢？

一是因为系统接口比较难：语言上对这一套系统接口进行封装，可以让用户更好的使用。也就导致了不同的语言，有不同的语言级别的文件访问接口（都不一样），但是，底层都是一样的。
 

二是因为跨平台：如果语言不提供对文件的系统接口的封装，那么所有的访问文件的操作，都必须直接使用系统的接口，而使用语言的用户访问文件一旦使用系统接口，编写所谓的文件代码，那么就无法在其他平台中直接运行!
 

4.为什么有Linux下一切皆文件这一说法？

感性的认识：

文件：可以read , write

显示器： printf 、 cout -->  也可以理解为是一种 write

键盘 ：scanf、cin ---> 也可以理解为是一种  read

站在程序的角度，读取/写入的数据需要加载至内存（input）

站在内存的角度，需要向文件/显示器写入/读取这些数据（output）

普通文件 ---> fopen/fread  ---> 进程的内部（内存 ）---> fwrite  ---> 文件内部  （前面的部分是input，后面的部分是output）

那么什么叫做文件呢？

站在系统的角度，能够被input读取，或者能够output写出的设备就叫做文件!
狭义文件:普通的磁盘文件
广义上的文件:显示器，键盘，网卡，声卡，显卡，磁盘，几乎所有的外设，都可以称之为文件
结论就是所有的硬件也都是可以被看作成文件，都是可读可写的，但是在实现的时候，键盘〈只能读，不能写)显示器(只能写，不能读)
 

那么经过上面的铺垫，欢迎阅读下面的内容。

        注意，下面内容很长很长，涉及面很宽泛，欢迎恰饭。

关于C语言的文件接口与Linux下系统文件接口

C语言的文件接口

a.什么叫做当前路径？？？

当一个进程运行起来的时候，每一个进程都会记录自己当前所处的工作路径
 

示例1：

"w" :打开一个文件进行写入，如果不存在该文件，创建之

示例：

其实想说明的是，无论我是哪个路径，运行上述的程序，如果该文件不存在，那么就会在当前路径下创建该文件。问题是，系统是如何得知当前路径的？？？

Windows（Vs）下，一般源文件和可执行程序是不在一个路径的，编译链接的时候，会生成一个debug文件夹，可执行程序是放在这个文件夹的

 Linux下当前路径是根据可执行程序在改变(有些不准确)

Linux下，进程在从上往下运行的时候，当没有看到这个文件，就会去调用系统接口，进行创建

        所以我们能解释这个问题:为什么在当前路径运行可执行程序，形成的临时文件就在当前路径，在上级路径运行可执行程序，形成的临时文件就在上级路径 。 因为:进程运行也在这个路径，所以创建的临时文件当然也在这个路径 

小结①（上述所讲的是关于“当前路径”这一个知识点）

示例：

输出：

那么，问题来了，请问往文件中写入字符串的时候要不要加上'\0’(C语言中字符串结束标志是'\0'，这里'\n'只是一个普通字符)

这里要不要加1？答案是不需要。因为'\0'是C语言的规定，文件不需要遵守。文件存储是在磁盘，属于系统的管理范围，不属于语言的范畴
 

恶补一个小知识点：可以利用 > 重定向来清空文件

因为C语言规定，w写入，会先清空文件再进行写入

> :重定向，先打开文件，然后清空文件，再进行重定向

>:可以理解为是一条指令，底层是C语言“w”形式实现的

示例：

小结②（上述所讲的是a.关于C语言文件操作是不需要考虑'\0'的，因为'\0'不属于系统的规定； b.利用 > 重定向可以清理文件）

函数：

• fopen

FILE *fopen( const char *filename, const char *mode );

• fwrite

size_t fwrite( const void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );

• fgets

char *fgets( char *string, int n, FILE *stream );

• fprintf

int fprintf( FILE *stream, const char *format [, argument ]...);

示例：

输出：

小结③（上述所讲的是实现一个简单的 "cat" 指令）

Linux下系统文件接口

其实C语言接口也是封装的系统接口，对应情况如下：

感觉是不是很像，但是用法嘛，系统接口还是有点难以学习的，因为C语言接口可以直接使用，系统接口需要一定的知识储备量。

• open

NAME
       open, creat - open and possibly create a file or device  //打开或创建一个文件

SYNOPSIS
       #include <sys/types.h>
       #include <sys/stat.h>
       #include <fcntl.h>

       int open(co