取得下一行學習如何處理檔案描述符和系統 I/O 的項目

在 C 程式設計領域，有效管理輸入、輸出和記憶體是基礎。為了幫助您掌握這些關鍵概念，您將在 get_next_line 專案中編寫一個使用檔案描述符逐行讀取檔案的函數。每次呼叫函數都會從檔案中讀取下一行，從而允許您一次一行處理整個檔案內容。

了解系統中的檔案描述符和 I/O

什麼是文件描述符？

檔案描述子是一個非負整數，唯一標識系統中開啟的檔案。當程式開啟檔案時，作業系統會傳回一個檔案描述符，可用於在後續操作（例如讀取、寫入或關閉檔案）中引用該檔案。檔案描述符是作業系統用來管理各種 I/O 資源的抽象，包括檔案、套接字和管道。

進程 A 中的 0、1 和 2（標準輸入、標準輸出和標準錯誤）與進程 B 中的檔案描述符是獨立且分開的。這種隔離確保一個進程中的檔案操作不會幹擾其他進程中的檔案操作。另一個。

文件描述符表

每個文件描述符都與一個文件描述符表條目相關聯，其中包含有關文件的基本資訊。這包括檔案路徑、存取權限和當前偏移量，該偏移量追蹤檔案中讀取/寫入操作的位置。這種結構允許作業系統有效地管理多個開啟的檔案並確保正確的存取和資料操作。

請注意，檔案描述符 0、1 和 2 是作業系統為標準流保留的。檔案描述符 0 用於標準輸入 (stdin)，通常表示來自鍵盤的輸入。檔案描述符 1 用於標準輸出 (stdout)，表示輸出到螢幕或終端。檔案描述符 2 用於標準錯誤 (stderr)，它也表示到螢幕或終端的輸出，但專門用於錯誤訊息。這些保留的文件描述符確保可以跨不同的程序和環境一致地管理基本輸入和輸出操作。 open 函數傳回的任何檔案描述符都將為 3 或更高，確保它不會與這些標準流衝突。

如何開啟文件

例子

<p>'#include <fcntl.h>'<br>
'#include <unistd.h>'</unistd.h></fcntl.h></p>

<p>int fd = open("example.txt", O_RDONLY);<br>
if (fd == -1) {<br>
    perror("Error opening file");<br>
    return 1;<br>
}</p>

代碼分解

使用 open 函數取得以整數表示的檔案描述符，該函數採用兩個參數：檔案名稱（或路徑）和確定檔案存取權限的標誌。例如，要讀取文件的內容，我們使用 O_RDONLY 標誌（唯讀）。為了讀取和寫入，我們使用 O_RDWR 標誌。雖然有許多可用標誌，但我們將僅在該專案中使用 O_RDONLY。 open函數傳回一個非負整數，如果操作成功則為檔案描述子；否則，它會傳回 -1 以指示錯誤（您沒有存取 example.txt 的權限）。注意，open函數在unistd.h庫中，權限標誌在fcntl.h中定義。

從檔案描述符讀取

例子

<p>'#include <fcntl.h>'<br>
'#include <unistd.h>'<br>
'#include <stdio.h>'<br>
'#define BUFFER_SIZE 4'</stdio.h></unistd.h></fcntl.h></p>

<p>int fd = open("example.txt", O_RDONLY);<br>
if (fd == -1) {<br>
    perror("Error opening file");<br>
    return 1;<br>
}<br>
char buffer[BUFFER_SIZE];<br>
read(fd, buffer, sizeof(buffer)-1);<br>
printf("1st call : %s\n", buffer);<br>
// prints the first 3 bytes<br>
read(fd, buffer, sizeof(buffer)-1);<br>
printf("2nd call : %s\n", buffer);<br>
read(fd, buffer, sizeof(buffer)-1);<br>
printf("3rd call : %s\n", buffer);<br>
read(fd, buffer, sizeof(buffer)-1);<br>
printf("4th call : %s\n", buffer);<br>
read(fd, buffer, sizeof(buffer)-1);<br>
printf("5th call : %s\n", buffer);</p>

故障

程式碼結果

第一個電話：HEL
第二次通話：LO
第三通電話：WOR
第四通電話：LD
第五次通話：(null)

unistd.h 函式庫提供的 read 函數用於從檔案描述符讀取資料。它需要三個參數：檔案描述符、儲存讀取資料的緩衝區以及要從檔案中讀取的位元組數，read 函數傳回從檔案讀取的位元組數。

在檔案描述表中，有一個屬性叫做offset。偏移量追蹤文件中的當前位置。每次呼叫 read 函數時，它都會從目前偏移量開始讀取數據，然後將偏移量前進所讀取的位元組數。這可確保後續讀取從上次讀取停止的位置繼續。

在我們的範例中：

• 第一次呼叫 read 會從檔案的開頭（偏移量 0）開始讀取檔案的前 3 個位元組並將它們儲存在緩衝區中。然後偏移量更新為 3。

• 第二次呼叫 read 讀取從更新的偏移量 (3) 開始的接下來的 3 個位元組，然後將偏移量更新為 6。
  等等...

• 第 5 次呼叫讀取緩衝區將為空，並且 read 傳回 0 表示檔案結束。

Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis alle Daten aus der Datei gelesen wurden oder ein Fehler auftritt. Der Puffer wird nach jedem Lesevorgang nullterminiert, um sicherzustellen, dass er als Zeichenfolge gedruckt werden kann.

DAS PROBLEM

char *get_next_line(int fd) nimmt als Parameter einen Dateideskriptor einer Datei und gibt für jeden Aufruf eine Zeile zurück. Wenn das Ende der Datei erreicht ist, wird NULL zurückgegeben.

Parameter

• fd: Dateideskriptor der Datei, aus der gelesen werden soll.
• BUFFER_SIZE: Die Größe des Puffers, der zum Lesen von Blöcken aus der Datei verwendet wird. Ihr Programm sollte keine Lecks aufweisen.

Lösung :

https://github.com/Its-JoeTheKing/get_next_line

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