在《嗨翻C语言》的学习中，了解到“文件描述符”的概念。有一点点傻傻分不清楚文件描述符表中两列的区别，每每涉及重定向时觉得混乱。

文件描述符

参考 文件描述符-维基百科 中描述：

在 UNIX/Linux 平台上，对于控制台（Console）的标准输入，标准输出，标准错误输出也对应了三个文件描述符。它们分别是 0,1,2。在实际编程中，如果要操作这三个文件描述符时，建议使用 <unistd.h> 头文件中定义的三个宏来表示：STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO 以及 STDERR_FILENO。

对于内核而言，所有打开文件都由文件描述符引用。文件描述符是一个非负整数。当打开一个现存文件或创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。当读、写一个文件时，用 open 或 create 返回的文件描述符标识该文件，将其作为参数传送给 read 或 write。

FILE* 指针

在介绍 文件描述符和inode关系 一篇文章中描述到：（待验证）

在 UNIX 系统中，用户通过终端登录系统后得到一个 Shell 进程，这个终端成为 称为 Shell 进程的控制终端 (Controlling Terminal)，控制终端是保存在 PCB 中的信息，而我们知道 fork 会复制 PCB 中的信息，因此由 Shell 进程启动的其它进程的控制终端也是这个终端。

默认情况 下(没有重定向)，每个进程的标准输入(stdin)、标准输出(stdout)和标准错误输出(stderr)都指向控制终端，因为在程序启动时(在 main() 函数还 没开始执行之前)会自动把控制终端打开三次，分别赋给三个 FILE * 指 针 stdin、stdout 和 stderr，这三个文件指针是 libc 中定义的全局变量，这三个文件的描述符分别是 0、1、2，保存在相应的 FILE 结构体中。进程从标准输入读也就是读用户的键盘输入，进程往标准输出或标准错误输出写也就是输出到显示器上。

在了解以上内容之后，需要重新翻阅《嗨翻C语言》中相关章节，确定是否掌握。

两者的区别

• 文件描述符：在 linux 系统中，设备也是以文件的形式存在，要对该设备进行操作 就必须先打开这个文件，打开文件就会获得文件描述符，它是个很小的正整数。每个进程在 PCB（Process Control Block）中保存着一份文件描述符表，文件描述符就是这个表的索引，每个表项都有一个指向已打开文件的指针。

  • 文件描述符的优点：兼容 POSIX 标准，许多 Linux 和 UNIX 系统调用都依赖于它。
  • 文件描述符的缺点：不能移植到 UNIX 以外的系统上去，也不直观。

• 文件指针：C 语言中使用的是文件指针而不是文件描述符做为 I/O 的句柄。文件指针指向进程用户区中的一个被称为 FILE 结构的数据结构。FILE 结构包括一个缓冲区和 一个文件描述符。而文件描述符是文件描述符表的一个索引，因此从某种意义上说文件指针就是句柄的句柄（在Windows系统上，文件描述符被称作文件句柄）。FILE * 中除了包含了 fd 信息，还包含了 IO 缓冲，是 C 标准形式，所以 FILE * 比 fd 更适合跨平台，应该多用 fopen 在，少用 open。

• C 语言文件指针与文件描述符之间可以相互转换：通过 fdopen 和 fileno 两个函数实现，它们都包含在头文件 stdio.h 中。

查阅文件

参见 Debian8Light 系统 /usr/include/stdio.h 文件：

stdin stdout stderr 是 _IO_FILE 结构体类型，而 _IO_FILE 和 FILE 一致。

参见 Debian8Light 系统 /usr/include/libio.h 文件：（可以看到 _IO_FILE 结构体中封装了 _fileno 属性）

struct _IO_FILE {
  int _flags;       /* High-order word is _IO_MAGIC; rest is flags. */
#define _IO_file_flags _flags

  /* The following pointers correspond to the C++ streambuf protocol. */
  /* Note:  Tk uses the _IO_read_ptr and _IO_read_end fields directly. */
  char* _IO_read_ptr;   /* Current read pointer */
  char* _IO_read_end;   /* End of get area. */
  char* _IO_read_base;  /* Start of putback+get area. */
  char* _IO_write_base; /* Start of put area. */
  char* _IO_write_ptr;  /* Current put pointer. */
  char* _IO_write_end;  /* End of put area. */
  char* _IO_buf_base;   /* Start of reserve area. */
  char* _IO_buf_end;    /* End of reserve area. */
  /* The following fields are used to support backing up and undo. */
  char *_IO_save_base; /* Pointer to start of non-current get area. */
  char *_IO_backup_base;  /* Pointer to first valid character of backup area */
  char *_IO_save_end; /* Pointer to end of non-current get area. */

  struct _IO_marker *_markers;

  struct _IO_FILE *_chain;

  int _fileno;
#if 0
  int _blksize;
#else
  int _flags2;
#endif
  _IO_off_t _old_offset; /* This used to be _offset but it's too small.  */

#define __HAVE_COLUMN /* temporary */
  /* 1+column number of pbase(); 0 is unknown. */
  unsigned short _cur_column;
  signed char _vtable_offset;
  char _shortbuf[1];

  /*  char* _save_gptr;  char* _save_egptr; */

  _IO_lock_t *_lock;
#ifdef _IO_USE_OLD_IO_FILE
};

fprintf(stdout, "Hello world!\n"); 在 ./test > a.out 重定向之后打印结果到 a.out 文件。

延伸阅读

以下链接，供进一步理解。

• Linux中的文件描述符与打开文件之间的关系

  两个不同的文件描述符，若指向同一个打开文件句柄，将共享同一文件偏移量。因此，如果通过其中一个文件描述符来修改文件偏移量（由调用 read()、write() 或 lseek() 所致），那么从另一个描述符中也会观察到变化，无论这两个文件描述符是否属于不同进程，还是同一个进程，情况都是如此。

• linux中文件描述符fd和文件指针flip的理解

  每个进程在 PCB（Process Control Block）即进程控制块中都保存着一份文件描述符表，文件描述符就是这个表的索引，文件描述表中每个表项都有一个指向已打开文件的指针，现在我们明确一下：已打开的文件在内核中用 file 结构体表示，文件描述符表中的指针指向 file 结构体。