Linux文件描述符與FILE指針互相轉換

在Linux中，文件描述符（file descriptor, fd）和FILE指針（也稱為文件流指針，FILE pointer）是兩種常見的文件操作接口。文件描述符是一個整數，通過系統調用直接操作文件，而FILE指針是通過C標準庫函數操作文件。

• 文件描述符（fd）：

  由操作系統分配的一個整數標識符，用于標識打開的文件。

  常用的系統調用包括open、read、write、close。

• FILE 指針：

  由C標準庫管理的文件流指針，通過fopen、fread、fwrite、fclose等庫函數操作。

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文件描述符轉換為 FILE 指針

使用fdopen函數可以將一個已經打開的文件描述符轉換為FILE指針。

函數原型如下所示：

FILE *fdopen(int fd, const char *mode);

• 參數：

• fd：文件描述符。

• mode：打開模式，與fopen類似，如"r"、"w"、"a"等。

• 返回值：成功返回指向FILE對象的指針，失敗返回NULL。

示例如下：

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h> int main() {    // 打開一個文件并獲得文件描述符    int fd = open("example.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);    if (fd == -1) {        perror("Failed to open file");        return 1;    }     // 將文件描述符轉換為 FILE 指針    FILE *file = fdopen(fd, "w");    if (file == NULL) {        perror("Failed to convert fd to FILE*");        close(fd);        return 1;    }     // 使用 FILE 指針進行寫操作    fprintf(file, "Hello, FILE pointer!n");     // 關閉 FILE 指針，注意這也會關閉文件描述符    fclose(file);     return 0;}

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FILE 指針轉換為文件描述符

使用fileno函數可以從一個FILE指針中獲取對應的文件描述符。

函數原型如下所示：

int fileno(FILE *stream);

• 參數：

  
  

• stream：指向FILE對象的指針。

• 返回值：返回文件描述符，如果出錯返回-1。

示例如下：

#include <stdio.h> int main() {    // 打開一個文件并獲得 FILE 指針    FILE *file = fopen("example.txt", "w");    if (file == NULL) {        perror("Failed to open file");        return 1;    }     // 從 FILE 指針中獲取文件描述符    int fd = fileno(file);    if (fd == -1) {        perror("Failed to convert FILE* to fd");        fclose(file);        return 1;    }     // 使用文件描述符進行寫操作    const char *text = "Hello, file descriptor!n";    if (write(fd, text, strlen(text)) == -1) {        perror("Failed to write to file");    }     // 關閉 FILE 指針，這也會關閉文件描述符    fclose(file);     return 0;}

注意事項

• 文件描述符和 FILE 指針的關聯：

  fdopen函數返回的FILE指針和原始文件描述符是關聯的。

  對FILE指針的操作會影響文件描述符，反之亦然。

• 關閉文件：

  使用fclose關閉FILE指針時，底層文件描述符也會被關閉。

  因此，不要在關閉FILE指針后再次使用該文件描述符。

• 緩沖問題：

  FILE指針使用標準庫緩沖機制，文件描述符直接操作文件。

  混合使用這兩者時需要注意緩沖區的刷新問題，以避免數據不一致。

通過上述示例和說明，可以在Linux程序中靈活地在文件描述符和FILE指針之間轉換，根據需要選擇合適的接口進行文件操作。