Linux编程入门（4）改变文件的读写位置

　　当对某个文件进行操作时，我们可以指定文件的读写位置吗？答案是：当然可以。让我们一起来学习下，如何设置文件的操作位置。文件读写位置
　　Linux系统每次打开一个文件，内核会用一个指针来记录该文件的偏移量，有时也称为读写偏移量或指针。文件偏移量是指执行下一个read（）或者write（）操作的文件起始位置，通常是非负整数，用以度量从文件开始处计算的字节数。文件内第一个字节的偏移量为0。
　　文件打开时，文件偏移量的值设置为指向文件的开头。以后每次读或者写将自动对其进行调整，以指向已读或已写数据的下一个字节。
　　当从文件读取数据时，内核从指针所表明的地方开始读取指定的字节，然后移动指针，指向下一个未被读取的字节。向文件写入数据的操作类似。
　　指针是与文件描述符相关联的，而不是与文件关联的。如果两个程序同时打开一个文件，这时会有两个指针，两个程序对文件的读操作不会互相干扰。系统调用
　　系统函数lseek（）可以改变已经打开文件的当前读写位置。其函数原型如下includesystypes。hincludeunistd。hofftlseek（intfd，offtoffset，intwhence）；
　　针对文件描述符fd所指代的已打开文件，系统调用lseek（）依照offset和whence参数值调整该文件的偏移量。
　　参数fd，已打开文件的描述符。
　　参数offset，指定了一个以字节为单位的数值。
　　参数whence，表明应该参照哪个基点来解释offset参数，应为下列其中之一：
　　SEEKSET
　　将文件的偏移量设置为距文件开始处的offset个字节，其值必须为非负数。
　　SEEKCUR
　　将该文件的偏移量设置为距离当前位置处的offset个字节，即当前偏移量加offset（可为正或负）。
　　SEEKEND
　　将该文件的偏移量设置为距离文件结尾处的offset个字节，即文件偏移量设置为文件长度加offset（可为正或负）。
　　lseek（）返回值，调用成功，会返回新的文件偏移量；调用失败，返回1。
　　通常，文件偏移量应当是一个非负整数。但是，某些设备也可能允许负的偏移量。对于普通文件，其偏移量必须是非负值。由于偏移量可能为负值，所以在判断lseek的返回值时，要测试它是否等于1，而不要测试它是否小于0。
　　系统调用lseek（），只是调整内核中与文件描述符相关的文件偏移量记录，并没有引起任何IO操作，即没有对任何物理设备进行访问。
　　lseek（）并不适用于所有类型的文件。例如，不允许将lseek（）应用于管道、FIFO、socket或者终端等。一旦如此，调用将会失败。文件空洞
　　如果文件偏移超过文件结尾，可以吗？再执行IO操作会出现什么现象？
　　文件的偏移量可以超出文件结尾。这种情况下，执行read（）调用将返回0，表示已经到达文件结尾。执行write（）函数却可以在文件结尾之后的任意位置写入数据。新写入数据的文件位置与文件结尾之间的空间，会构成一个空洞，即文件空洞。从编程的角度来看，文件空洞是存在字节的，读取空洞将返回0（空字节）。
　　文件的空洞不占用任何磁盘空间。如果在文件空洞中写入了数据，文件系统才会为之分配磁盘块。带空洞的文件叫做稀疏文件。其优势在于，与为实际需要的空字节分配磁盘相比，稀疏填充的文件会占用较少的磁盘空间。
　　空洞的存在，意味着一个文件名义上的大小可能要比其占用的磁盘存储总量要大（有时会大出许多）。向文件空洞中写入字节，内核需要为其分配存储单元，即使文件大小不变，系统的可用磁盘空间也将减少。示例代码
　　让我们来写一段代码，来进行实验，调整文件偏移量，产生空洞文件。代码如下includefcntl。hincludesystypes。hincludeunistd。hincludestdlib。hincludestdio。hcharbuf1〔〕abcdefghijk；charbuf2〔〕ABCDEFGHIJK；intmain（void）｛intfd；创建新文件if（（fdcreat（file。hole，0660））0）｛perror（createrror）；｝向文件写入缓冲区buf1数据if（write（fd，buf1，11）！11）｛perror（buf1writeerror）；｝以当前偏移量为基点，向后调整文件偏移量if（lseek（fd，16384，SEEKSET）1）｛perror（lseekerror）；｝在新的偏移量位置写入缓冲区buf2数据if（write（fd，buf2，11）！11）｛perror（buf2writeerror）；｝exit（0）；｝
　　编译、运行后的结果如下：gcclseek。colseek1。lseek1lslfile。hole查看文件大小rwrw1useruser1639511月923：13file。holeodcfile。hole查看实际内容0000000abcdefghijk00000200040000ABCDEFGHIJK0040013
　　使用od命令查看该文件的实际内容。命令中的c选项表示以字符方式打印文件内容。从中可以看到，文件中间的21个未写入字节都被读成0。每一行开始的7位数是以八进制形式表示的字节偏移量。总结
　　经过本篇文章，学习了文件偏移相关内容，以及如何显示地调整文件偏移量。
　　至此，文件IO基本的系统函数全部学习完毕。包括：
　　open、close、read、write、lseek。
　　OK，接下来，我们继续其他内容的学习。