缓冲文件系统是借助文件结构体指针来对文件进行管理,通过文件指针来对文件进行访问,既可以读写字符、字符串、格式化数据,也可以读写二进制数据。
缓冲文件系统的特点是:
在内存开辟一个“缓冲区”,为程序中的每一个文件使用,当执行读文件的操作时,从磁盘文件将数据先读入内存“缓冲区”, 装满后再从内存“缓冲区”依此读入接收的变量。执行写文件的操作时,先将数据写入内存“缓冲区”,待内存“缓冲区”装满后再写入文件。
由此可以看出,内存 “缓冲区”的大小,影响着实际操作外存的次数,内存“缓冲区”越大,则操作外存的次数就少,执行速度就快、效率高。一般来说,文件“缓冲区”的大小随机器 而定。
常用函数:fopen, fclose, fread, fwrite, fgetc, fgets, fputc, fputs, freopen, fseek, ftell, rewind等
非缓冲文件系统依赖于操作系统,通过操作系统的功能对文件进行读写,是系统级的输入输出,它不设文件结构体指针,只能读写二进制文件,但效率高、速度 快,由于ANSI标准不再包括非缓冲文件系统,因此建议最好不要选择它。常用函数有:open, close, read, write, getc, getchar, putc, putchar 等。
open 是系统调用 返回的是文件句柄,文件的句柄是文件在文件描述副表里的索引,fopen是C的库函数,返回的是一个指向文件结构的指针。
fopen是ANSIC标准中的C语言库函数,在不同的系统中应该调用不同的内核api
linux中的系统函数是open,fopen是其封装函数,个人观点。仅供参考。
文件描述符是linux下的一个概念,linux下的一切设备都是以文件的形式操作。如网络套接字、硬件设备等。当然包括操作文件。
fopen是标准c函数。返回文件流而不是linux下文件句柄。
设备文件不可以当成流式文件来用,只能用open
fopen是用来操纵正规文件的,并且设有缓冲的,跟open还是有一些区别
一般用fopen打开普通文件,用open打开设备文件
fopen是标准c里的,而open是linux的系统调用。
他们的层次不同。
fopen可移植,open不能
3. 性能
我认为fopen和open最主要的区别是fopen在用户态下就有了缓存,在进行read和write的时候减少了用户态和内核态的切换,而open则每次都需要进行内核态和用户态的切换;
表现为:
(1)如果顺序访问文件,fopen系列的函数要比直接调用open系列快;
(2)如果随机访问文件open要比fopen快。
经典回答:
前者属于低级IO,后者是高级IO。
前者返回一个文件描述符(用户程序区的),后者返回一个文件指针。
前者无缓冲,后者有缓冲。
前者与 read, write 等配合使用, 后者与 fread, fwrite等配合使用。
后者是在前者的基础上扩充而来的,在大多数情况下,用后者。
上面就是open和fopen的区别介绍了,两者的区别主要是缓冲的区别,fopen有缓冲而open没有,还有它们的层次也有所不同,fopen可移植而open不能。
open和fopen的区别:
前者属于低级IO,后者是高级IO。
前者返回一个文件描述符,后者返回一个文件指针。
前者无缓冲,后者有缓冲。
前者与 read, write 等配合使用, 后者与 fread, fwrite等配合使用。
后者是在前者的基础上扩充而来的,在大多数情况下,用后者。
- open()函数
功能描述:用于打开或创建文件,在打开或创建文件时可以指定文件的属性及用户的权限等各种参数。
所需头文件:#include
函数原型:int open(const char *pathname,int flags,int perms)
参数:
pathname:被打开的文件名(可包括路径名如"dev/ttyS0")
flags:文件打开方式,
O_RDONLY:以只读方式打开文件
O_WRONLY:以只写方式打开文件
O_RDWR:以读写方式打开文件
O_CREAT:如果改文件不存在,就创建一个新的文件,并用第三个参数为其设置权限
O_EXCL:如果使用O_CREAT时文件存在,则返回错误消息。这一参数可测试文件是否存在。此时open是原子操作,防止多个进程同时创建同一个文件
O_NOCTTY:使用本参数时,若文件为终端,那么该终端不会成为调用open()的那个进程的控制终端
O_TRUNC:若文件已经存在,那么会删除文件中的全部原有数据,并且设置文件大小为0
O_APPEND:以添加方式打开文件,在打开文件的同时,文件指针指向文件的末尾,即将写入的数据添加到文件的末尾
O_NONBLOCK: 如果pathname指的是一个FIFO、一个块特殊文件或一个字符特殊文件,则此选择项为此文件的本次打开操作和后续的I/O操作设置非阻塞方式。
O_SYNC:使每次write都等到物理I/O操作完成。
O_RSYNC:read 等待所有写入同一区域的写操作完成后再进行
在open()函数中,falgs参数可以通过“|”组合构成,但前3个标准常量(O_RDONLY,O_WRONLY,和O_RDWR)不能互相组合。
perms:被打开文件的存取权限,可以用两种方法表示,可以用一组宏定义:S_I(R/W/X)(USR/GRP/OTH),其中R/W/X表示读写执行权限,
USR/GRP/OTH分别表示文件的所有者/文件所属组/其他用户,如S_IRUUR|S_IWUUR|S_IXUUR,(-rex------),也可用八进制800表示同样的权限
返回值:
成功:返回文件描述符
失败:返回-1
- close()函数
功能描述:用于关闭一个被打开的的文件
所需头文件: #include
函数原型:int close(int fd)
参数:fd文件描述符
函数返回值:0成功,-1出错
close的作用是关闭进程的文件描述符,即一个进程的文件描述符被close后,就不会指向内核的资源了。但是,需要注意的是,内核中的资源不会被立刻释放掉,假设有一个或多个进程的多个文件文件描述符指向同一个内核的资源,那么只有当最后一个文件描述符被close时,内核的资源才会被释放。
参数fd是要关闭的文件描述符。需要说明的是,当一个进程终止时,内核对该进程所有尚未关闭的文件描述符调用close关闭,所以即使用户程序不调用close,在终止时内核也会自动关闭它打开的所有文件。但是对于一个长年累月运行的程序(比如网络服务器),打开的文件描述符一定要记得关闭,否则随着打开的文件越来越多,会占用大量文件描述符和系统资源。
由open返回的文件描述符一定是该进程尚未使用的最小描述符。由于程序启动时自动打开文件描述符0、1、2,因此第一次调用open打开文件通常会返回描述符3,再调用open就会返回4。可以利用这一点在标准输入、标准输出或标准错误输出上打开一个新文件,实现重定向的功能。例如,首先调用close关闭文件描述符1,然后调用open打开一个常规文件,则一定会返回文件描述符1,这时候标准输出就不再是终端,而是一个常规文件了,再调用printf就不会打印到屏幕上,而是写到这个文件中了。
- read()函数
功能描述: 从文件读取数据。
所需头文件: #include
函数原型:ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
参数:
fd: 将要读取数据的文件描述词。
buf:指缓冲区,即读取的数据会被放到这个缓冲区中去。
count: 表示调用一次read操作,应该读多少数量的字符。
返回值:返回所读取的字节数;0(读到EOF);-1(出错)。
以下几种情况会导致读取到的字节数小于 count :
A. 读取普通文件时,读到文件末尾还不够 count 字节。例如:如果文件只有 30 字节,而我们想读取 100
字节,那么实际读到的只有 30 字节,read 函数返回 30 。此时再使用 read 函数作用于这个文件会导致 read 返回 0 。
B. 从终端设备(terminal device)读取时,一般情况下每次只能读取一行。
C. 从网络读取时,网络缓存可能导致读取的字节数小于 count字节。
D. 读取 pipe 或者 FIFO 时,pipe 或 FIFO 里的字节数可能小于 count 。
E. 从面向记录(record-oriented)的设备读取时,某些面向记录的设备(如磁带)每次最多只能返回一个记录。
F. 在读取了部分数据时被信号中断。
读操作始于 cfo 。在成功返回之前,cfo 增加,增量为实际读取到的字节数。
4. write()函数
功能描述: 向文件写入数据。
所需头文件: #include
函数原型:ssize_t write(int fd, void *buf, size_t count);
返回值:写入文件的字节数(成功);-1(出错)
功能:write 函数向 filedes 中写入 count 字节数据,数据来源为 buf 。返回值一般总是等于 count,否则就是出错了。常见的出错原因是磁盘空间满了或者超过了文件大小限制。
对于普通文件,写操作始于 cfo 。如果打开文件时使用了 O_APPEND,则每次写操作都将数据写入文件末尾。成功写入后,cfo 增加,增量为实际写入的字节数。
- lseek()函数
功能描述: 用于在指定的文件描述符中将将文件指针定位到相应位置。
所需头文件: #include
函数原型:off_t lseek(int fd, off_t offset,int whence);
参数:
fd;文件描述符
offset:偏移量,每一个读写操作所需要移动的距离,单位是字节,可正可负(向前移,向后移)
whence:
SEEK_SET:当前位置为文件的开头,新位置为偏移量的大小
SEEK_CUR:当前位置为指针的位置,新位置为当前位置加上偏移量
SEEK_END:当前位置为文件的结尾,新位置为文件大小加上偏移量的大小
返回值:
成功:返回当前位移
失败:返回-1
6.函数实例
#include
#define BUFFER_SIZE 128
//每次读写缓存大小,影响运行效率
#define SRC_FILE_NAME “src_file.txt” //源文件名
#define DEST_FILE_NAME “dest_file.txt” //目标文件名
#define OFFSET 0 //文件指针偏移量
int main()
{
int src_file,dest_file;
unsigned char src_buff[BUFFER_SIZE];
unsigned char dest_buff[BUFFER_SIZE];
int real_read_len = 0;
char str[BUFFER_SIZE] = “this is a test aboutnopen()nclose()nwrite()nread()nlseek()nend of the filen”;
//创建源文件
src_file=open(SRC_FILE_NAME,O_RDWR|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH);
if(src_file<0)
{
printf(“open file error!!!n”);
exit(1);
}
//向源文件中写数据
write(src_file,str,sizeof(str));
//创建目的文件
dest_file=open(DEST_FILE_NAME,O_RDWR|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH);
if(dest_file<0)
{
printf(“open file error!!!n”);
exit(1);
}
lseek(src_file,OFFSET,SEEK_SET);//将源文件的读写指针移到起始位置
while((real_read_len=read(src_file,src_buff,sizeof(src_buff)))>0)
{
printf("src_file:%s",src_buff);
write(dest_file,src_buff,real_read_len);
}
lseek(dest_file,OFFSET,SEEK_SET);//将目的文件的读写指针移到起始位置
while((real_read_len=read(dest_file,dest_buff,sizeof(dest_buff)))>0);//读取目的文件的内容
printf("dest_file:%s",dest_buff);
close(src_file);
close(dest_file);
return 0;
}
结果 如下:
src_file:this is a test about
open()
close()
write()
read()
lseek()
end of the file
dest_file:this is a test about
open()
close()
write()
read()
lseek()
end of the file



