1. 文件偏移

   通常调用read或write每读写一个字节，就会改变文件的读写位置。而在linux中同样也可以使用lseek函数来修改文件偏移量，即读写位置。

   不知道大家是否还有印象没，其实标准C库的fseek函数和系统函数lseek比较类似，fseek函数也可以移动当前读写位置（或者叫偏移量），其实fseek就是对lseek系统函数封装后实现的，快速回忆一下之前学习的fseek函数的作用及常用参数。

2. lseek函数

函数原型：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h> 
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence); 

参数说明：
fd : 文件描述符

offset : 文件偏移量（offset为负值表示往前偏移，正值则表示往后偏移）

whence : 偏移位置(SEEK_SET，SEEK_CUR，SEEK_END)
  1. SEEK_SET表示从文件开头位置往后移动offset个字节，且offset只能为正数，如果offset为负数是没有意义的。

  2. SEEK_CUR表示从当前文件的位置往前或往后移动offset个字节，如果offset为正数则表示往后移动，为负数则表示往前移动。

  3. SEEK=END表示从文件末尾的位置往前或往后移动offset个字节，如果offset为正数则表示往后移动为负数则表示往前移动。

这里给一些lseek函数的一些例子，注释说明了文件偏移量到的具体位置：
  lseek(fd , 0 , SEEK_SET); //文件开始位置
  lseek(fd , 0 , SEEK_END); //文件末尾位置
  lseek(fd , 10 , SEEK_END); //从文件末尾往后移动10个字节
  lseek(fd , -10 , SEEK_END); //从文件末尾往前移动10个字节
  lseek(fd , 100 , SEEK_SET); //从文件开始往后移动100个字节

返回值说明：
  成功返回文件当前读写位置相对于文件开始位置的偏移量（字节数），如果文件读写的位置是在末尾的话，返回值就是文件头与文件尾之间的字节数，也就是文件大小。失败返回-1并设置errno

注意几点：
  1. 如果文件偏移量往回超出文件头位置，则返回-1，文件指针不变，还是处于原来的位置。

  2. lseek并不适用与所有的文件类型，也就是说在管道，FIFO，socket或终端不能使用lseek函数，一旦调用将会失败，并设置errno为EPIPE。

lseek示例程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

int main(void) 
{
	int fd, n;
	char buf[] = "hello world test \n";
	char ch;

	fd = open("test.txt", O_RDWR|O_CREAT, 0644);
	if(fd < 0)
	{
		perror("open lseek.txt error");
		exit(1);
	}
	//使用fd对打开的文件进行写操作，写完后文件指针位置位于文件结尾处
	write(fd, buf, strlen(buf));   
	/*
    注意：读和写操作使用同一偏移位置，由于文件指针位于末尾，因此后面的read就会读不到数据了
	这一行的目的是把文件指针移动到文件头位置，这样下面的代码就能读到数据了
	*/
	n = lseek(fd , 0 , SEEK_SET);
	if(n == -1)
	{
	    perror("lseek fail");
	    exit(1);
	}
	//lseek移到文件开头，read就能读取到数据了
	while((n = read(fd, &ch, 1)))
	{
		if(n < 0)
		{
			perror("read error");
			exit(1);
		}
		//将文件内容按字节读出，写到屏幕
		write(STDOUT_FILENO, &ch, n);  
	}
	close(fd);
	return 0;
}

在这个例子中，需要注意一点，读操作和写操作是共享同一文件偏移位置

3. 通过lseek计算文件大小

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

int main(void)
{
	int fd;
	char buf[] = "hello world"; 
	fd = open("lseek.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
	if(fd < 0){
		perror("open lseek.txt error");
		exit(1);
	}
	write(fd , buf , strlen(buf));
	//lseek函数会从起始位置开始算到文件末尾,就能求出文件的长度了
	int len = lseek(fd, 0, SEEK_END);
	if(len == -1){
		perror("lseek error");
		exit(1);
	}
	//lseek函数的返回值就是文件的大小
	printf("file len = %d\n", len);
	close(fd);
	return 0;
}

执行结果：

   需要注意的是lseek函数返回的偏移量总是相对于文件头而言，当我们把文件的偏移量移到文件末尾的话，那么lseek函数就会从文件头开始计算偏移量，直到文件末尾，最后返回的值自然就是文件的大小了。

4. 扩展文件大小

   lseek函数还可用于扩展文件大小，但是单独使用lseek是不能达到扩展文件的，还必须发生一次IO操作才能扩展文件大小。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

int main(void)
{
        int fd, n;
        char msg[] = "It's a test for lseek\n";
        char ch;

        fd = open("lseek.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0644);
        if(fd < 0){
                perror("open lseek.txt error");
                exit(1);
        }

        //扩展文件大小100字节
        int ret = lseek(fd, 100, SEEK_SET);
        if (ret == -1) {
                perror("lseek error");
                exit(1);
        }
        //发生一次I/O操作
        write(fd, "\0", 1);  
        //位移到文件尾部
        int len = lseek(fd, 0, SEEK_END);
        printf("file size is %d\n", len);
        close(fd);
        return 0;
}

程序执行结果：