對(duì)于這兩個(gè)名字很類(lèi)似的函數(shù),對(duì)于很多初學(xué)者來(lái)說(shuō),不容易搞清楚它們有什么不同,只知道按照函數(shù)用法使用。如果能很好的區(qū)分兩者,相信大家對(duì)于C語(yǔ)言和UNIX系統(tǒng)(包括LINUX)有更深入的了解。
在網(wǎng)上查找了一些資料,但是感覺(jué)不夠全面,一些答案只是從某個(gè)角度闡述,所以讓人覺(jué)得,這個(gè)也對(duì),那個(gè)也對(duì)。但到底誰(shuí)的表述更正確呢?其實(shí)都是對(duì)的,只是解釋的視角不同罷了。下面結(jié)合個(gè)人的理解做一些梳理。
1. 來(lái)源
從來(lái)源的角度看,兩者能很好的區(qū)分開(kāi),這也是兩者最顯而易見(jiàn)的區(qū)別:
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open是UNIX系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)(包括LINUX等),返回的是文件描述符(File Descriptor),它是文件在文件描述符表里的索引。 -
fopen是ANSI C標(biāo)準(zhǔn)中的C語(yǔ)言庫(kù)函數(shù),在不同的系統(tǒng)中應(yīng)該調(diào)用不同的內(nèi)核api。返回的是一個(gè)指向文件結(jié)構(gòu)的指針。
PS:從來(lái)源來(lái)看,兩者是有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系的,畢竟C語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)還是需要調(diào)用系統(tǒng)API實(shí)現(xiàn)的。
2. 移植性
這一點(diǎn)從上面的來(lái)源就可以推斷出來(lái),fopen是C標(biāo)準(zhǔn)函數(shù),因此擁有良好的移植性;而open是UNIX系統(tǒng)調(diào)用,移植性有限。如windows下相似的功能使用API函數(shù)CreateFile。
3. 適用范圍
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open返回文件描述符,而文件描述符是UNIX系統(tǒng)下的一個(gè)重要概念,UNIX下的一切設(shè)備都是以文件的形式操作。如網(wǎng)絡(luò)套接字、硬件設(shè)備等。當(dāng)然包括操作普通正規(guī)文件(Regular File)。 - fopen是用來(lái)操縱普通正規(guī)文件(Regular File)的。
4. 文件IO層次
如果從文件IO的角度來(lái)看,前者屬于低級(jí)IO函數(shù),后者屬于高級(jí)IO函數(shù)。低級(jí)和高級(jí)的簡(jiǎn)單區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是:誰(shuí)離系統(tǒng)內(nèi)核更近。低級(jí)文件IO運(yùn)行在內(nèi)核態(tài),高級(jí)文件IO運(yùn)行在用戶(hù)態(tài)。
5. 緩沖
- 緩沖文件系統(tǒng)
緩沖文件系統(tǒng)的特點(diǎn)是:在內(nèi)存開(kāi)辟一個(gè)“緩沖區(qū)”,為程序中的每一個(gè)文件使用;當(dāng)執(zhí)行讀文件的操作時(shí),從磁盤(pán)文件將數(shù)據(jù)先讀入內(nèi)存“緩沖區(qū)”,裝滿(mǎn)后再?gòu)膬?nèi)存“緩沖區(qū)”依此讀出需要的數(shù)據(jù)。執(zhí)行寫(xiě)文件的操作時(shí),先將數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)存“緩沖區(qū)”,待內(nèi)存“緩沖區(qū)”裝滿(mǎn)后再寫(xiě)入文件。由此可以看出,內(nèi)存“緩沖區(qū)”的大小,影響著實(shí)際操作外存的次數(shù),內(nèi)存“緩沖區(qū)”越大,則操作外存的次數(shù)就少,執(zhí)行速度就快、效率高。一般來(lái)說(shuō),文件“緩沖區(qū)”的大小隨機(jī)器 而定。fopen, fclose, fread, fwrite, fgetc, fgets, fputc, fputs, freopen, fseek, ftell, rewind等。 - 非緩沖文件系統(tǒng)
緩沖文件系統(tǒng)是借助文件結(jié)構(gòu)體指針來(lái)對(duì)文件進(jìn)行管理,通過(guò)文件指針來(lái)對(duì)文件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn),既可以讀寫(xiě)字符、字符串、格式化數(shù)據(jù),也可以讀寫(xiě)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。非緩沖文件系統(tǒng)依賴(lài)于操作系統(tǒng),通過(guò)操作系統(tǒng)的功能對(duì)文件進(jìn)行讀寫(xiě),是系統(tǒng)級(jí)的輸入輸出,它不設(shè)文件結(jié)構(gòu)體指針,只能讀寫(xiě)二進(jìn)制文件,但效率高、速度快,由于A(yíng)NSI標(biāo)準(zhǔn)不再包括非緩沖文件系統(tǒng),因此建議大家最好不要選擇它。open, close, read, write, getc, getchar, putc, putchar等。
一句話(huà)總結(jié)一下,就是open無(wú)緩沖,fopen有緩沖。前者與read, write等配合使用, 后者與fread,fwrite等配合使用。
使用fopen函數(shù),由于在用戶(hù)態(tài)下就有了緩沖,因此進(jìn)行文件讀寫(xiě)操作的時(shí)候就減少了用戶(hù)態(tài)和內(nèi)核態(tài)的切換(切換到內(nèi)核態(tài)調(diào)用還是需要調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用API:read,write);而使用open函數(shù),在文件讀寫(xiě)時(shí)則每次都需要進(jìn)行內(nèi)核態(tài)和用戶(hù)態(tài)的切換;表現(xiàn)為,如果順序訪(fǎng)問(wèn)文件,fopen系列的函數(shù)要比直接調(diào)用open系列的函數(shù)快;如果隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)文件則相反。
這樣一總結(jié)梳理,相信大家對(duì)于兩個(gè)函數(shù)及系列函數(shù)有了一個(gè)更全面清晰的認(rèn)識(shí),也應(yīng)該知道在什么場(chǎng)合下使用什么樣的函數(shù)更合適,效率更高。