Linux文件操作：lseek系统调用与基本IO

"这篇文档主要讨论的是`lseek`系统调用在C语言中的文件操作，它是用于在文件中设置读写位置的关键函数。文件I/O是操作系统中一个基础且重要的部分，涉及到多种文件类型、文件操作接口以及访问权限。" 在计算机系统中，文件I/O是操作系统提供给程序员与外部存储进行交互的接口。`lseek`系统调用是这个接口的一部分，它允许程序改变文件描述符关联的文件位置指针。`lseek`函数接受三个参数：文件描述符`fildes`，偏移量`offset`和`whence`标志。文件描述符是一个整数值，代表一个打开的文件，由`open`或`creat`等系统调用返回。偏移量`offset`表示相对于`whence`所指定的位置要移动的距离。 `whence`参数定义了偏移量如何解释： 1. ` SEEK_SET`（0）：将文件位置指针设置为偏移量`offset`的字节处，即从文件开头开始计算。 2. ` SEEK_CUR`（1）：在当前文件位置基础上加上`offset`，即相对当前位置移动。 3. ` SEEK_END`（2）：将文件位置指针设置为文件末尾后`offset`的字节处，即相对于文件末尾计算。 文件操作在Linux中分为两类：基于系统调用的I/O和基于流的I/O。系统调用如`open`, `read`, `write`, `lseek`, `close`直接与内核交互，而流式I/O如`fopen`, `fread`, `fwrite`, `fseek`等是在C标准库中实现的，它们提供了更高层次的抽象，通常更易用，但可能有性能开销。 在Linux中，文件分为多种类型：普通文件、目录文件、设备文件、管道文件、套接字和链接文件。普通文件可以是文本或二进制格式，目录文件用于组织文件系统，设备文件让操作系统能够以文件的方式操作硬件设备，管道文件用于进程间通信，套接字支持网络通信，链接文件则是指向其他文件的指针。 文件的读写、创建、打开和关闭是基本操作。`open`用于打开文件，`creat`创建新文件，`close`关闭文件，`read`和`write`则负责数据的读写。通过`fcntl`和`access`可以改变文件状态或检查文件访问权限。`lseek`配合`read`或`write`可实现文件的随机访问，这在处理大文件时尤其有用，因为它允许程序跳过不关心的数据。 此外，文件的访问权限控制着谁可以执行哪些操作。在Linux中，每个文件都有读、写和执行权限，分别对应用户、组和其他用户的访问级别。通过`chmod`等命令可以改变这些权限。 总结来说，`lseek`系统调用在文件操作中扮演着至关重要的角色，它使得程序能灵活地定位文件中的数据，是高效处理文件内容不可或缺的功能。理解文件I/O的基本概念、API以及不同类型的文件对于编写有效和可靠的程序至关重要。