linux下的IO详解（fopen 和 open ，fread 和 read ，fwrite 和 write）

linux下的IO 函数经常使用（一），fopen 和 open

那么问题来了

1. 上述的函数接口都代表什么意思？
2. 函数开头带"f"的和不带"f"的有什么区别？
3. 什么时候该用带"f"的什么时候该用不带"f"的？
   想必初学者经常会带着这几个疑问含含糊糊的在使用！OK，话不多说接下来我 们就围绕这三个问题展开讨论！

一 、每个函数代表什么意思？ fopen：

linux使用shell命令行 man fopen

函数原型：

#include <stdio.h>
FILE *fopen(const char *path, const char *mode);

头文件：stdio.h，那就代表着此接口是标准C库函数

fopen的描述如下，

翻译过来是说（fopen函数打开名为path指向的字符串的文件，并将流与其关联。）

ok！

第一个参数很明显就是所打开的文件路径，没什么好说的。
第二个参数也是一个字符串 官方所给出的可选值如下：
"r": 打开一个文件并且标记为只读的，指针指向文件流的开始位置。
"r+":打开一个文件并且标记为可读可写的，指针指向文件流的开始位置。
"w":将文件截断为0长度，或者创建文件写入，指针指向文件流的开始位置。
"w+":打开用来读写操作的文件，如果该文件不存在则创建，如果存在则将文件截断为0长度，指针指向文件流的开始位置
"a":打开用来追加写入的文件，如果文件不存在则创建，指针指向文件流的末尾位置
"a+":打开一个用来读，或者追加写入的文件，如果文件不存在则创建，用来读操作指针指向文件流开头，用来写操作指针指向文件流末尾

返回值：FILE*
如果执行成功那么会返回一个指向文件流的指针，如果不成功可能返回NULL 或者 errno，这个全局的变量 可以通过 #include<string.h> 下的char *strerror(int errnum);来解析具体报错原因。

注意：errno必须立马获取查询，不然后续代码会重新覆盖errno

open：

linux使用shell命令行 man 2 open (请记住这里使用了man 2 这个指令而并没有使用man 指令，暂且先留下印象，后面会详细讲解原因)

函数原型：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

open这里有俩个重载的函数具体描述如下，
Given a pathname for a file, open() returns a file descriptor, a small, nonnegative integer for use in subsequent system
calls (read(2), write(2), lseek(2), fcntl(2), etc.). The file descriptor returned by a successful call will be the low‐
est-numbered file descriptor not currently open for the process.
翻译过来是说（ 给定文件的路径名，open（）返回一个文件描述符，一个小的非负整数，供后续系统使用调用（read（2）、write、lseek、fcntl等）。成功调用返回的文件描述符）

ok!

第一个参数很明显就是所打开的文件路径，没什么好说的。
第二个参数也是一个字符串 官方所给出的常用（其余这里就不一 一介绍了，具体使用可以查看官方文档）可选值如下：
O_RDONLY: 只读打开
O_WRONLY: 只写打开
O_RDWR: 读，写打开
这三个常量，必须指定一个且只能指定一个
O_CREAT: 若文件不存在，则创建它，需要使用mode选项
（
S_IRWXU 00700 user (file owner) has read, write and execute permission

S_IRUSR  00400 user has read permission

S_IWUSR  00200 user has write permission

S_IXUSR  00100 user has execute permission

S_IRWXG  00070 group has read, write and execute permission

S_IRGRP  00040 group has read permission

S_IWGRP  00020 group has write permission

S_IXGRP  00010 group has execute permission

S_IRWXO  00007 others have read, write and execute permission

S_IROTH  00004 others have read permission

S_IWOTH  00002 others have write permission

S_IXOTH  00001 others have execute permission

）。来指明新文件的访问权限

O_APPEND:   追加写，如果文件已经有内容，这次打开文件所写的数据附加到文件的末尾而不覆盖原来的内容！

返回值：int flg
成功：返回一个int类型的文件描述符
失败：-1 查询具体失败原因使用，errno，这个全局的变量 可以通过 #include<string.h> 下的char *strerror(int errnum)
注意：errno必须立马获取查询，不然后续代码会重新覆盖errno

ok!

介绍完fopen 和 open，我们先不着急介绍后面write，fwrite，read，fread。篇幅太长不利于理解 所以 针对fopen 和 open的区别和使用放在下一章节

二、linux下fopen 和 open 区别

1. 来源：
fopen 来自标准I/O库（stdio）及其头文件stdio.h ，为底层I/O系统调用提供了一个通用的接口，其实ANSI标准C的一部分，配合使用的是fwrite，fread等。。后续文章会讲解！

open是glibc库函数（

glibc是Linux下使用的开源的标准C库，是GUN发布的libc库，及运行时库

），是linux对内核函数封装的系统调用函数，配合使用的是 write，read等。。后续文章会讲解！

移植性
这一点从上面的来源就可以推断出来，

fopen

是C标准函数，因此拥有良好的移植性；而

open

是linux系统调用，移植性有限。如windows下相似的功能使用API函数

CreateFile

。

适用范围
open返回文件描述符，而文件描述符是linux系统下的一个重要概念，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。当然包括操作普通正规文件（Regular File）。
fopen是用来操纵普通正规文件（Regular File）的。

文件IO层次
如果从文件IO的角度来看，前者属于低级IO函数，后者属于高级IO函数。低级和高级的简单区分标准是：谁离系统内核更近。低级文件IO运行在内核态，高级文件IO运行在用户态。

缓冲
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”依此读出需要的数据。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。
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。open, close, read, write, getc, getchar, putc, putchar等。

下一篇会讲解标准C库下的 fwrite， fread 和GLIBC库下的 write，read