Linux C/C++编程：lseek、fseek、ftell、rewind、fgetpos、fsetpos、

本是古典何须时尚 2022-12-31 03:26 175阅读 0赞

> `rewind`、`fseek`、`ftell`为C库函数，有缓冲，`lseek`为系统函数,不带缓冲

# 理论 #

每个打开文件都有一个与其相关联的”当前文件偏移量“

*  它通常是一个非负整数。
 *  通常，读写操作都从当前文件偏移量处开始，并使偏移量增加所读写的字节数
 *  当打开文件时通常其读写位置是指向文件开头, 若是以附加的方式打开文件(如O\_APPEND), 则读写位置会指向文件尾. 当read()或\* write()时, 读写位置会随之增加

我们可以去获取设置这个文件偏移量

## lseek ##

lseek()可以控制文件偏移量(文件的读写位置)

#include <sys/types.h>  
    #include <unistd.h>
    
    off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence);

功能：

*  设置一个文件偏移量
 *  lseek为系统函数，不带缓冲

参数：

*  fildes 为已打开的文件描述词
 *  参数 whence 为下列其中一种:
    
     *  `SEEK_SET`参数offset 即为新的读写位置.
     *  `SEEK_CUR`表示当前位置
     *  `SEEK_END`表示文件莫问
 *  offset 为根据参数whence来移动读写位置的位移数.

\_\_offset与\_\_whence有关：

*  如果`__whence`是`SEEK_SET`，则该文件偏移量为文件尾+`offset`个字节，`offset`可正可负
 *  如果`__whence`是`SEEK_CUR`，则该文件偏移量为当前值+`offset`个字节，`offset`可正可负
 *  如果`__whence`是`SEEK_END`，则该文件偏移量为文件尾+`offset`个字节，`offset`可正可负

返回值：

*  如果`lseek`成功执行，则返回新的文件偏移量。
 *  如果文件描述符指向一个管道、FIFO、tty 、或者网络套接字，则`lseek`返回-1， 并将`errno`设置为`ESPIPE`

错误：

*  EBADF fd不是一个打开的文件描述符。
 *  EINVAL whence不是SEEK\_SET，SEEK\_CUR，SEEK\_END其中之一;或者产生的文件偏移量是负的，或超出设备的可搜索范围。
 *  OVERFLOW 由此产生的文件偏移超过了off\_t。
 *  ESPIPE fd是与管道，套接字，或FIFO相关的。

> 我们来看个例子：下面例子测试标准输入被设置偏移量

#include <unistd.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int main(void)
    {
        
        if (lseek(STDIN_FILENO, 0, SEEK_CUR) == -1)
            printf("cannot seek\n");
        else
            printf("seek OK\n");
        exit(0);
    }

调用

$ ./apud < /etc/passwd
    seek OK
    $ cat < /etc/passwd | ./apud 
    cannot seek

注意：

*  某些设备可能会有负的偏移量，因此比较lseek的返回值要测试它是否等于-1

## lseek64 ##

当需要在大于2G的文件中跳转或在更大的块设备中跳转的时候`lseek`是无法完成任务的，这需要其他的文件跳转系统调用。

Linux内核驱动函数`llseek`就可以完成这样的操作

#include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
    int _llseek(unsigned int fd, unsigned long offset_high,unsigned long offset_low, loff_t *result,unsigned int whence);

而lseek64是\_llseek的包装函数

#define _LARGEFILE64_SOURCE     
      /* See feature_test_macros(7) */
      #include <sys/types.h>
      #include <unistd.h>
    
      off64_t lseek64(int fd, off64_t offset, int whence);

**注意**

当对大于2G的文件或块设备文件操作时，open打开时flag上需要加上O\_LARGEFILE 表示以大文件的方式打开。

添加O\_LARGEFILE时编译时会出现错误

error: O_LARGEFILE undeclared (first use in this function)

解决的办法是添加宏

#ifndef _GNU_SOURCE
    #define _GNU_SOURCE /* for O_DIRECT */
    #endif

或者

#define __USE_FILE_OFFSET64
    #define __USE_LARGEFILE64
    #define _LARGEFILE64_SOURCE

注意宏添加在头文件前，不然依然报错

## ftell、fseek ##

/*
    * 功能： 设置文件位置为给定流 stream 的文件的开头
    * 参数： stream -- 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流
    */
    void rewind(FILE *stream)
    
    #include <stdio.h>
    /*
    * 功能： 返回给定流 stream 的当前文件位置。
    * 参数：  stream -- 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
    * 返回值：返回位置标识符的当前值。如果发生错误，则返回 -1L，全局变量 errno 被设置为一个正值。
    */
    long int ftell(FILE *stream)
    
    /*
    * 功能： 重定位流(数据流/文件)上的文件内部位置指针
    *       注意：文件指针指向文件/流。位置指针指向文件内部的字节位置，随着文件的读取会移动，文件指针如果不重新赋值将不会改变或指向别的文件。
    * 参数：
    * 	stream为文件指针
    *   offset为偏移量，正数表示正向偏移，负数表示负向偏移
    *   origin设定从文件的哪里开始偏移,可能取值为：SEEK_CUR、 SEEK_END 或 SEEK_SET 
    * 			SEEK_SET： 文件开头
    *           SEEK_CUR： 当前位置
    *           SEEK_END： 文件结尾
    *           其中SEEK_SET,SEEK_CUR和SEEK_END依次为0，1和2.
    * 反正：  成功，返回0，失败返回非0值，并设置error的值，可以用perror()函数输出错误
    */
    int fseek( FILE *stream, long offset, int origin );

附加说明：fseek()不像lseek()会返回读写位置, 因此必须使用ftell()来取得目前读写的位置.

> 举个例子：

#include <stdio.h>
    main()
    {
        
      FILE * stream;
      long offset;
      fpos_t pos;
      stream = fopen("/etc/passwd", "r");
      fseek(stream, 5, SEEK_SET);
      printf("offset = %d\n", ftell(stream));
      rewind(stream);
      fgetpos(stream, &pos);
      printf("offset = %d\n", pos);
      pos = 10;
      fsetpos(stream, &pos);
      printf("offset = %d\n", ftell(stream));
      fclose(stream);
    }

![在这里插入图片描述][20210331151235749.png]

## fgetpos、fsetpos ##

/*
    * 作用：  获取流 stream 的当前文件位置，并把它写入到 pos。
    * 参数：
    * 		stream -- 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
    *       pos -- 这是指向 fpos_t 对象的指针
    * 返回值： 如果成功，该函数返回零。如果发生错误，则返回非零值
    */
    int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos)
    
    
    /*
    * 作用：  设置给定流 stream 的文件位置为给定的位置
    * 参数：
    * 		stream -- 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
    *       pos -- 这是指向 fpos_t 对象的指针,  是由函数 fgetpos 给定的位置。
    * 返回值： 如果成功，该函数返回零值，否则返回非零值，并设置全局变量 errno 为一个正值，该值可通过 perror 来解释。
    */
    int fsetpos(FILE *stream, const fpos_t *pos)

这些都是C标准库中对文件定位相关的函数。

ftell与fseek一起使用，fsetpos与fgetpos一起使用。ftell与fseek返回的是长整数，而后面两个则是返回一个新类型（fpos\_t）

*  ftell() 和 fseek() 用长整型表示文件内的偏移 (位置), 因此, 偏移量被 限制在 20 亿 (231-1) 以内。
 *  而新的 fgetpos() 和 fsetpos() 函数使用 了一个特殊的类型定义 fpos\_t 来表示偏移量。这个类型会适当选择,

因此, fgetpos() 和 fsetpos 可以表示任意大小的文件偏移。fgetpos() 和 gsetpos() 也可以用来记录多字节流式文件的状态。

> 举个例子：

#include <stdio.h>
    
    
    int main ()
    {
        
        FILE  *fp;
        fpos_t  fpos;
    
        fp = fopen("file.txt", "w+");
        fgetpos(fp, &fpos);
        fputc("Hello world\n", fp);
    
        fsetpos(fp, &fpos);
        fputs("这将覆盖之前的内容", fp);
        fclose(fp);
    
        return(0);
    }

![在这里插入图片描述][20201127160242932.png]

# 实践 #

## fseek、ftell ##

1、获取文件长度

UINT32 filesize(FILE *fp)
    {
        
            UINT32 fSet,fEnd,filelen;   
    
            fseek(fp,0,SEEK_SET);  
            fSet = ftell(fp);   
    
            fseek(fp,0,SEEK_END);  
              fEnd = ftell(fp);   
           
            rewind(fp);
    
            return (filelen = fEnd - fSet);  
    }

## rewind ##

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        char str[] = "This is runoob.com";
        FILE *fp;
        int ch;
    
        /* 首先让我们在文件中写入一些内容 */
        fp = fopen( "file.txt" , "w+" );  /* 打开文件用于读写 */
        fwrite(str , 1 , sizeof(str) , fp );
        //  fwrite(c, strlen(c) + 1, 1, fp); 
    
        fread(buffer, strlen(c) + 1, 1, fp);
        printf("%s\n", buffer);
        rewind(fp);  // 
        printf("\n");
        while(1)
        {
        
            ch = fgetc(fp);
            if( feof(fp) )
            {
        
                break ;
            }
            printf("%c", ch);
        }
        fclose(fp);
    
        return(0);
    }

[20210331151235749.png]: /images/20221120/7895f7d90a6e4362b6f78b46d3e51897.png
[20201127160242932.png]: /images/20221120/f254dc48f5c448dda6e41604e89d935f.png