20211325 2023-2024-1 《信息安全系统设计与实现（上）》第二周学习笔记

一、任务要求

自学教材第九章，提交学习笔记（10分）
本章是复习C语言中的文件操作内容，结构化从文本文件操作，二进制文件操作两个大内容考虑，以前可能只关注文本文件的操作，我们以后更多的是操作二进制文件。
文本文件中考虑字符读写，行读写，任意位置读写等
文件操作都有什么？
二进制文件和文本文件如何转换？
数据结构如何读写？
...
，评分标准如下
1. 知识点归纳以及自己最有收获的内容，选择至少2个知识点利用chatgpt等工具进行苏格拉底挑战，并提交过程截图，提示过程参考下面内容 （4分）
“我在学***X知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题”
核心是要求GPT：“请你以苏格拉底的方式对我进行提问”
然后GPT就会给你提问，如果不知道问题的答案，可以反问AI：“你的理解（回答）是什么？”
如果你觉得差不多了，可以先问问GPT：“针对我XXX知识点，我理解了吗？”
GPT会给出它的判断，如果你也觉得自己想清楚了，可以最后问GPT：“我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结”，让它帮你总结一下。
2. 问题与解决思路，遇到问题最先使用chatgpt等AI工具解决，并提供过程截图（3分）
3.   实践过程截图，代码链接（2分）
4.    其他（知识的结构化，知识的完整性等，提交markdown文档，使用openeuler系统等）（1分）

二、课本第9章知识总结

（1）、I/O库函数与系统调用

I/O库函数的根都在对应的系统调用函数中

1、系统调用函数

open（）：open函数用来打开或创建一个文件，若成功返回文件描述符，否则返回-1。
read（） ：read函数逐个字节或者字符读取文件中的内容；
write（） ：write函数会把参数buf 所指的内存写入count 个字节到参数fd 所指的文件内。如果顺利write（）会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1，错误代码存入erro 中。
lseek（） ：每一个已打开的文件都有一个读写位置，当read（）或write（）时， 读写位置会随之改变，lseek函数是用来控制该文件的读写位置。
close（）：close函数用于关闭由open函数所打开的文件。

2、I/O库函数

fopen（）

fopen函数用于打开文件，第一个形式参数表示文件名，可以包含路径和文件名两部分。其调用格式为：FILE *fopen(char *xxx， *type)。

fread（）

fread函数用于从文件流中读取数据。

fwrite（）

fwrite函数写入文件（可安全用于二进制文件）返回写入的字符数，出现错误时则返回 false。

fseek（）

fseek函数用于重定位流上的文件指针，成功则返回0，否则返回其他值。

fclose（）

fclose（）函数用来关闭一个由fopen（）函数打开的文件，其调用格式为int fclose(FILE *stream)。该函数返回一个整型数。当文件关闭成功时，返回0，否则返回一个非零值。可以根据函数的返回值判断文件是否关闭成功。

（2）、I/O库函数算法

1、fread算法

第一次调用时，fread（）使用保存的文件扫描符fd发出 n=read（fd, fbuffer, BLKSIZE）;系统调用，用数据块填充内部的fbuff[]；
初始化fbuff[]指针、计数器和状态变量；
将数据复制到程序缓冲区；
若内部缓冲没有足够的数据，则使用read()继续填充内部缓冲区,并将数据从内部缓冲区复制到程序缓冲区;
复制完之后，更新内部缓冲区的指针、计数器，为下次read()做准备。

2、fwrite算法

将数据写入内部缓冲区，调整缓冲区指针、计数器和状态变量；
若缓冲区满，则调用write()将缓冲区写入系统内核。

3、fclose算法

关闭文件流局部缓冲区；
发出close(fd)系统调用关闭file结构体文件描述符；
释放file结构体，并将file指针重置为null。

（3）、I/O库模式

“r”：打开一个用于读取的文件。该文件必须存在。
“w”：创建一个用于写入的空文件。如果文件名称与已存在的文件相同，则会删除已有文件的内容，文件被视为一个新的空文件。
“a”：追加到一个文件。写操作向文件末尾追加数据。如果文件不存在，则创建文件。
“r+”：打开一个用于更新的文件，可读取也可写入。该文件必须存在。
“w+”：创建一个用于读写的空文件。
“a+”：打开一个用于读取和追加的文件。

1、字符模式I/O

int fgetc（FILE *fp）:
int ungetc（int c ，FILE *fp）；
int fputc（int c，FILE *fp）；
fgetc（）返回的是整数，而不是字符，因为他必须在文件结束时返回文件结束符。文件结束符通常是-1，将他与文件流中的任何字符分开。

2、行模式I/O

char *fgets（char *buf，int size，FILE *fp）：从fp中读取最多为一行（以\n结尾）的字符。
int fputs（char *buf，FILE *fp）：将buf中的一行写入fp中。

3、格式化I/O

格式化输入：
scanf（char *FMT ,&items）;
fscanf（fp，char *FMT ,&items）;
格式化输出：
printf（char *FMT,items）;
fprintf（fp，char *FMT,items）;

4、内存中的转换函数

sscanf(buf ,FMT,&items);
sprintf(buf ,FMT, items);

（4）、文件流缓冲

三种文件缓冲方案

无缓冲_IONBUF：从非缓冲流中写入(读取)的字符将尽快单独传输到文件(从文件传输)
行缓冲_IOLBUF：遇到换行符，写入行缓冲流的字符以块的形式传输，如文件流stdout
全缓冲_IOFBUF：文件流的正常缓冲方案，以块大小传出

三、课堂代码实现

（1）动态库打包

（2）gdb调试

调试代码如下

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
void test()
{
    printf("test8");
}
void main()
{
    int i = 0;
    printf("test1");
    printf("test2");
    printf("test3");
    printf("test4");
    printf("test5");
    printf("test6");
    printf("test7");
    test();
}