什么是文件句柄
2022-03-29| 程成| 296| 0| 计算机知识

文件I/O中,要从一个文件读取数据,应用程序首先要调用操作系统函数并传送文件名,并选一个到该文件的路径来打开文件。该函数取回一个顺序号,即文件句柄(file handle),该文件句柄对于打开的文件是唯一的识别依据。要从文件中读取一块数据,应用程序需要调用函数ReadFile,并将文件句柄在内存中的地址和要拷贝的字节数传送给操作系统。当完成任务后,再通过调用系统函数来关闭该文件。




基本简介


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一个句柄就是一个文件、设备、套接字(socket)或管道的一个名字, 以便帮助记住正在处理的名字,并隐藏某些缓存等的复杂性。(在内部,句柄类似C++语言的“流”stream, 或BASIC中的I/O通道)句柄使得从不同的地方输入和输出给不同的地方都较容易。使Perl成为好语言的一个原因是它能和多个文件通讯并一次处理它们。对外部对象友好的符号名字是一个好语言的一个组成部分。

其它使Perl是一个好语言的原因是:Perl是8位的,Perl是可嵌入的,可以通过扩展模式在Perl中嵌入其他程序。Perl是简明的,网络上容易使用。环境上是清楚的,容易对话。可以以许多不同的方法引用它(就像前面看到的)。总之,语言本身不是如此严格的结构,以至于不能使它超出你的问题。

创建一个句柄,并通过open函数把它和一个文件联结。open有两个参数:句柄和你想与它联结的一个文件名。Perl也给出一些预定义(和预打开的)句柄。stdin是程序的正常输入通道,而stdout是程序的正常输出的通道。stderr是一个附加的输出通道,以便当把输入转为输出时,程序能给出一些说明。

一般地,这些句柄和终端联结,所以能输入程序并能看到,但它们也可以和文件联结。Perl能提供这些预定义句柄,因为操作系统已提供这些。在UNIX下, 进程从它的父进程(一般是一个shell)继承标准输入,输出和错误。一个shell的责任之一是建立这些I/O流, 以便子进程不必考虑这些。

既然能为各种目的(输入、输出、管道)使用open函数创建句柄,就必须能指明要做什么。就像在UNIX命令行一样,你给文件名简单地加些字符。


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open(SESAME, "filename"); #从已存在的文件读
open(SESAME, "
open(SESAME, ">filename"); #创建一个文件并对它写
open(SESAME, ">>filename"); #对已有的文件接着写
open(SESAME, "| output-pipe-command"); #建立一个输出过滤
open(SESAME, "input-pipe-command |"); #建立一个输入过滤


可以任意选名字。一旦打开句柄SESAME,它就能被用于存取文件或管道, 直到它被显式地关闭(用close(SESAME)),或对同一句柄的一系列open把这个句柄和另一文件联结。

打开一个已打开的句柄是隐式地关闭第一个文件, 使它对文件句柄不可取,并打开一个不同的文件。你必须小心这是你真正想做的。偶然open($handle,$file)的时候,$handle正好包含空串(null)。确认设置$handle为某个单一个量,否则将对空句柄打开一个新的文件。


一旦已为输入打开一个句柄(或使用stdin),就能使用“行读操作”<>,读一行。这个也以钻石操作(Diamond Operator)闻名,因为它的形状<>像钻石。这个钻石操作包含你想读的句柄()。使用stdid句柄读用户提供的答案,如下:

空钻石操作<>,将从命令行指定的所有文件读;如果没有指定,从stdin读。(这是许多UNIX“过滤”程序的标准行为)


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print STDOUT "Enter a number: "; #请求输入一个数
$number = ; #输入一个数
print STDOUT "The number is $number"; #输出这个数


在print语句中stdout做什么?这就是使用一个输出句柄的方法之一。一个句柄可以作为print语句的第一个参数,如果存在,告诉往哪儿输出。在例子中,句柄是冗余的,因为输出已经是stdout。对于输入的缺省是stdin,对于输出的缺省是stdout。

如果试上面的例子,可以得到一个特别的空行。因为读时没有自动地从输入行中删除换行符(newline)(例如,输入"9")。对于这些情况,Perl提供chop和chomp函数以删除换行符。chop将不加区别地删除(并返回)传给它的最后一个字符,而chomp只删除记录标识的末尾(一般地是""),并返回这样删除的字符数。经常有这样输入一行:


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chop($number = ); #输入一个数并删除换行符


意思是:


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$number = ; #输入一个数
chop($number); #删除换行符
mov
int
mov
int
endp
ends
end ah,9
21h
ah,4ch
21h
main
; 结束进程


这是一个不寻常的程序,它的特殊性就在于使用了“不寻常”的文件句柄。打开的第一个文件的句柄号是05H而不是00H,之所以这样是因为句柄号00H-04H已经被占用了。而且更为特殊的是这五个句柄不是赋予5个文件的,而是赋予5种硬件设备。文件和硬件设备竟然又出现了某种联系,要弄清楚这个问题,还是要从一些实际现象出发。

C语言中的fprintf函数有个用法:


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fprintf(STDERR,"DANGER!!!......Found a VIRUS......");


在这个位置上放了一个称为stderr的常量,而且这样使用fprintf函数可以使引号中的文字在显示器上出现而不是某个文件中,而显示器又恰好是一个硬件设备。由此看来,文件、文件指针和硬件设备确实应该存在某种联系,这种联系并非在汇编语言程序设计中有体现,在C这样的高级语言中已经体现出来了。


stderr这个常量存在于名为stdio.h的一个包含文件中,在C语言中它被称为“标准错误输出设备standard error output device)”。C语言中还有两个比较常用的常量,分别为stdin和stdout,即标准输入和标准输出设备。这三种设备通常都与键盘和显示器有关,使用fprintf函数从stdin读入数据时相当于等待键盘输入;而向stdout或stderr输出的内容都在显示器上出现。这就像刚刚的那个汇编程序,在那个汇编程序中输出数据时使用了一个特殊的句柄,结果导致了所有的文字都出现于显示器上而没有写入文件中。那个特殊句柄代表的是显示器而不是文件。


DOS系统还有一个功能,那就是“重定向”功能。如果在DOS状态下按下面这样的格式使用DIR命令,就可以发现文件和设备确实具有某种不寻常的联系:


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C:\DOS\>DIR>FILE.LST


本来会在显示器上出现的一行行文件名都跑到一个名叫“FILE.LST”的文件中去了。由此我们设想这样一个结论:我们通过调用DOS的文件句柄功能不仅可以操作文件,同样可以操作一些硬件设备。


这个结论是完全正确的,事实上文件与设备本身就具有一些相似的特点:文件可以写入或读出,而硬件设备同样可以“写入”(键盘)和“读出”(显示器、打印机)。既然它们具有这样相同的特性,当然可以使用同样的形式来操作,这就是DOS提供了那5个特殊句柄的原因。


下面的表列出了这5个句柄所代表的硬件设备,其中0、1、2三个句柄是最常用的。这5种设备在DOS启动之后就已经“打开”,因此可以直接使用这5个句柄而不必再编制代码将其打开。有关这5个特殊句柄还有一些更值得深思的地方,比如,能否使用3FH功能从句柄2所表示的设备中读入信息,能否使用40H功能向句柄3所表示的设备输出信息,能否用3EH功能关闭某个句柄所表示的设备。


句柄

设备名称

逻辑设备名

缺省设备

00

标准输入设备

CON

键盘

01

标准输出设备

CON

显示器

02

标准错误设备

CON

显示器

03

标准辅助设备

AUX

串行口

04

标准列表设备

PRN

打印机


至此有关文件操作的几个重要功能——建立、打开、读写、关闭,都已经被讨论。



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作者:程成
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