lseek的问题：Fri, Dec 18th, 2020

在做轮子的过程中，遇到了一个 lseek 的函数，纠结于：第一：何为 lseek ？第二：是不是标准库，是 C 还是 C++ 的？第三：既然我们需要用 C++ ，就应该用 C++ standard lib，有无替代品能不让 C++ 和 C 混在一起？

什么是空洞文件？

空洞文件是 UNIX 操作系统的一个概念，就是文件指针的偏移量可以大过这个文件本身，于是乎产生了空洞，目的是为了让多线程同时写这个文件（因为文件中可以制造很多空洞）空洞是否占用空间，取决于上层的文件系统如何写。

lseek是什么？

所有打开的文件都有一个当前文件偏移量（current file offset），以下简称为 cfo。cfo 通常是一个非负整数，用于表明文件开始处到文件当前位置的字节数。读写操作通常开始于 cfo，并且使 cfo 增大，增量为读写的字节数。文件被打开时，cfo 会被初始化为 0，除非使用了 O_APPEND

• lseek需要两个头文件，第一个是 unistd.h，第二个是 <sys/types.h>

unistd.h 是 C 和 C++ 程序设计语言中提供对 POSIX 操作系统 API 的访问功能的头文件的名称。是Unix Standard的缩写。该头文件由 POSIX.1 标准（单一UNIX规范的基础）提出，故所有遵循该标准的操作系统和编译器均应提供该头文件（如 Unix 的所有官方版本，包括 Mac OS X、Linux 等）。对于类 Unix 系统，unistd.h 中所定义的接口通常都是大量针对系统调用的封装（英语：wrapper functions），如 fork、pipe 以及各种 I/O 原语（read、write、close 等等）。
类似于 Cygwin 和 MinGW 的 Unix 兼容层也提供相应版本的 unistd.h。

• 所以我们可以看出：Windows 是没有lseek的，MacOS 和 Linux 有lseek
• 那么 <sys/types.h> 是什么呢？？？sys/types.h 描述了不同的类型，也是C POSIX的东西
• 综上，Windows没有lseek, lseek也不是C标准库的

由于本人正在翻译别人写的一个代码，他用了lseek，而我不想用，但是我总得知道lseek怎么用吧。。那么lseek如何用呢？

• 函数原型为： off_t lseek(int filedis, off_t offset, int whence); 成功返回偏移量，失败返回-1 (对socket和pipe也返回-1)

• off_t类型用于指示文件的偏移量，常就是long类型，其默认为一个32位的整数，在gcc编译中会被编译为long int类型，在64位的Linux系统中则会被编译为long long int，这是一个64位的整数，其定义在unistd.h头文件中可以查看。

• 什么是file discriptor?????????????

  • 这是一个重要的话题，弄明白这个之前我们首先要搞清楚什么是标准输入输出

• linux中有三种标准输入输出，分别是STDIN，STDOUT，STDERR，对应的数字是0，1，2。STDIN是标准输入，默认从键盘读取信息；STDOUT是标准输出，默认将输出结果输出至终端；STDERR是标准错误，默认将输出结果输出至终端。

• 然后上述废话和file discriptor有什么关系呢？？？？？因为最常用的fd是012

• 注意！这并不代表: fd 只能有012，fd理论上来说可以取值到几千几万，工业甚至还有解放fd数量限制的调优操作，因为有一个说法，fd会被系统限制在内存的百分之十左右，文件类型远不止标准输入输出这么多，还有管道，socket，目录等。

• 另外一个注意的点，我们应该判断lseek是否返回-1来判断对错而不是判断是否<0，因为cfo也有可能是负偏移。

1. 如果 whence 是 SEEK_SET，文件偏移量将被设置为 offset。
2. 如果 whence 是 SEEK_CUR，文件偏移量将被设置为 cfo 加上 offset，offset 可以为正也可以为负
3. 如果 whence 是 SEEK_END，文件偏移量将被设置为文件长度加上 offset，
   offset 可以为正也可以为负

说了这么多，我并不想用lseek，那么有漂亮的解决办法么？？？？

• 目前的构想是用C++的seekg和seekp 与 tellg和tellp 搭配着来

what is seekg?

• seekg这一系列东西是C++的，一图胜千言

      // read a file into memory
      #include <iostream>     // std::cout
      #include <fstream>      // std::ifstream
  
      int main () {
      std::ifstream is ("test.txt", std::ifstream::binary);
      if (is) {
          // get length of file:
          is.seekg (0, is.end);
          int length = is.tellg();
          is.seekg (0, is.beg);
  
          // allocate memory:
          char * buffer = new char [length];
  
          // read data as a block:
          is.read (buffer,length);
  
          is.close();
  
          // print content:
          std::cout.write (buffer,length);
  
          delete[] buffer;
      }
  
      return 0;
      }
  

• 我们不难发现，seekg有两个参数，第一个参数是offset，第二个参数是“让它以何种形式偏移”。

• ios::beg：表示输入流的开始位置

• ios::cur：表示输入流的当前位置

• ios::end：表示输入流的结束位置

• 假设是在“ios::end”处开始，偏移0位，那么指针很显然就应该在结尾，就是这个道理，所以is.tellg()会返回什么呢？？会返回的是：文件头到这个指针的距离。问题来了，为什么是返回一个streampos呢？

• 经过查文档，发现这个返回值就是当成整数去弄，为什么？查不到什么确切答案，但是有迹可循的是，streampos虽然是个模版，但是可以当作是integral type，即：int short long可以直接互相比较，streampos也可以和它们互相比较，但是不能用<=（stackoverflow上有过深刻的讨论，这个东西是否能完全等效于unsigned long long int，不赘述，感兴趣就去搜）

• 个人认为比C优雅的地方

  • 和C的文件操作方式不同的是，C++ I/O系统管理两个与一个文件相联系的指针。一个是读指针，它说明输入操作在文件中的位置；另一个是写指针，它下次写操作的位置。每次执行输入或输出时，相应的指针自动变化。所以，C++的文件定位分为读位置和写位置的定位，对应的成员函数是 seekg()和 seekp()，seekg()是设置读位置，seekp是设置写位置，tellp()是什么也是可以对应出来的。

1. istream &seekg(streamoff offset,seek_dir origin);

2. ostream &seekp(streamoff offset,seek_dir origin);

• 这时候我们发现又一个streamoff，猜也知道这个和streampos一个性质的。

• 总之，这个lseek是可以用C++替换的

来源：https://blog.csdn.net/mafuli007/article/details/7314917

标签：lseek,文件,Fri,C++,18th,偏移量,offset,seekg
来源： https://www.cnblogs.com/sjl473/p/14223166.html