简单解析fopen /open，read/write和fread/fwrite_fopen搭配read

因最近看到一道面试题中关于文件拷贝的问题，发现自己对open和fopen理解的不太清楚，于是网上百度谷歌充充电，UNIX环境下的C 对二进制流文件的读写有两套班子：1) fopen,fread,fwrite ; 2) open, read, write

这里简单的介绍一下他们的区别。

open和fopen的区别：

1.缓冲文件系统
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。
fopen, fclose, fread, fwrite, fgetc, fgets, fputc, fputs, freopen, fseek, ftell, rewind等

部分函数定义：

 int fputc(int ch, FILE *stream);

 int fgetc(FILE *stream);

 int fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);

2.非缓冲文件系统
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。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，因此建议大家最好不要选择它。本书只作简单介绍。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

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，如果顺序访问文件，fopen系列的函数要比直接调用open系列快；如果随机访问文件open要比fopen快。

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。

用法举例：

函数名: fopen
功  能: 打开一个流
用  法: FILE *fopen(char *filename, char *type);
程序例:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <dir.h>

int main(void)
{
    char *s;
    char drive[MAXDRIVE];
    char dir[MAXDIR];
    char file[MAXFILE];
    char ext[MAXEXT];
    int flags;

    s=getenv("COMSPEC"); /* get the comspec environment parameter */
    flags=fnsplit(s,drive,dir,file,ext);

    printf("Command processor info:\n");
    if(flags & DRIVE)
       printf("\tdrive: %s\n",drive);
    if(flags & DIRECTORY)
       printf("\tdirectory: %s\n",dir);
    if(flags & FILENAME)
       printf("\tfile: %s\n",file);
    if(flags & EXTENSION)
       printf("\textension: %s\n",ext);

    return 0;
}

函数名: open
功  能: 打开一个文件用于读或写
用  法: int open(char *pathname, int access[, int permiss]);
程序例:

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <io.h>

int main(void)
{
   int handle;
   char msg[] = "Hello world";

   if ((handle = open("TEST.$$$", O_CREAT | O_TEXT)) == -1)
   {
      perror("Error:");
      return 1;
   }
   write(handle, msg, strlen(msg));
   close(handle);
   return 0;
}

PS：

1. fopen 系列是标准的C库函数；open系列是 POSIX 定义的，是UNIX系统里的system call。

也就是说，fopen系列更具有可移植性；而open系列只能用在 POSIX 的操作系统上。

2. 使用fopen 系列函数时要定义一个指代文件的对象，被称为“文件句柄”（file handler），是一个结构体；而open系列使用的是一个被称为“文件描述符” （file descriptor）的int型整数。

3. fopen 系列是级别较高的I/O，读写时使用缓冲；而open系列相对低层，更接近操作系统，读写时没有缓冲。由于能更多地与操作系统打交道，open系列可以访问更改一些fopen系列无法访问的信息，如查看文件的读写权限。这些额外的功能通常因系统而异。

4. 使用fopen系列函数需要"#include <sdtio.h>"；使用open系列函数需要"#include <fcntl.h>" ，链接时要之用libc（-lc）

 

read/write和fread/fwrite区别

1,fread是带缓冲的,read不带缓冲.

2,fopen是标准c里定义的,open是POSIX中定义的.

3,fread可以读一个结构.read在linux/unix中读二进制与普通文件没有区别.

4,fopen不能指定要创建文件的权限.open可以指定权限.

5,fopen返回指针,open返回文件描述符(整数).

6,linux/unix中任何设备都是文件,都可以用open,read.

如果文件的大小是8k。你如果用read/write，且只分配了2k的缓存，则要将此文件读出需要做4次系统调用来实际从磁盘上读出。

如果你用fread/fwrite，则系统自动分配缓存，则读出此文件只要一次系统调用从磁盘上读出。

也就是用read/write要读4次磁盘，而用fread/fwrite则只要读1次磁盘。效率比read/write要高4倍。

如果程序对内存有限制，则用read/write比较好。

都用fread 和fwrite,它自动分配缓存,速度会很快,比自己来做要简单。如果要处理一些特殊的描述符,用read和write,如套接口,管道之类的

系统调用write的效率取决于你buf的大小和你要写入的总数量，如果buf太小，你进入内核空间的次数大增，效率就低下。而fwrite会替你做缓存，减少了实际出现的系统调用，所以效率比较高。

小结：

总的来说，为了使程序获得更好的可移植性，未到非得使用一些fopen系列无法实现的功能的情况下，fopen系列是首选。