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open/read/writefopen/fread/fwrite的区别

 

open系统调用,返回的是文件描述符,即文件句柄,是文件在文件描述副表里的索引。

fopenC语言库函数,返回的是一个指向文件结构的指针fopenANSI C标准中的C语言库函数,在不同的操作系统中应该调用不同的内核APIUNIX环境下,fopen是对open的封装。

文件描述符是UNIX/Linux下的一个概念,Linux环境下,一切设备皆是文件一切设备皆是以文件的形式进行操作,如网络套接字、硬件设备等。有关文件描述符和文件指针的区别可以参见博文:《文件描述符和文件指针的区别》

设备文件不可以当成流式文件来处理,因此,只能使用open,而fopen只是用来操纵正规文件的,并且设置有缓冲,跟open还是有区别的。

 

openfopen的区别在于:

 

1.缓冲文件系统

缓冲文件系统是借助于文件结构体指针FILE *来对文件进行管理,通过文件指针对文件进行访问,即可以读写字符、字符串、格式化数据,也可以读写二进制数据。

缓 冲文件系统特点:在内存中开辟一个“缓冲区”,为程序里每一个文件使用,当执行读文件操作时,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”依次读入接收的变量。执行写文件操作时,也是先将数据写入内存“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,影响着实际操作外在的次数,内存“缓冲区”越大,则操作外存的次数就越少,执行速度就越快,效率就越高。一般来说,文件“缓冲区”的大小跟机器是相关 的。

缓冲文件系统的IO函数主要包括:fopen, fclose, fread, fwrite, fgetc, fgets, fputc, fputs, freopen, fseek, ftell, rewind

 

2.非缓冲文件系统

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(对于UNIX系统内核而言,文本文件和二进制代码文件并无区别),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,在读取正规的文件时,建议大家最好不要选择它。

非缓冲文件系统的IO函数主要包括:open, close, read, write, getc, getchar, putc, putchar等。

 

举个例子来说明open系列函数与fopen系列函数的效率问题: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 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文件,用read write,如套接口,管道之类的设备文件。

系统调用write的效率取决于你buffer的大小和你要写入的总数量,如果buffer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。

如果只调用一次(这种可能性比较小),这俩差不多,严格来说write要快一点点,因为实际上fwrite封装了write,最后还是用write做真正的写入文件系统工作,但是这其中的差别无所谓。

 

openfopen最主要的区别在于fopen在用户态下就有了缓存,在进行readwrite时,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,其表现为:如果顺序访问文件,fopen系统的函数要比直接调用open系统函数快,如果随机访问文件,open系列函数要比fopen系列函数快。

 

因此,open系列函数与fopen系列的区别可以简单概括为:

open系列函数

fopen系列函数

一般用于打开设备文件(少数情况)

一般用于打开普通文件(大多数情况)

利用文件描述符操纵文件

利用文件指针操作文件

open返回一个文件描述符

fopen返回一个文件指针

POSIX系统调用

ANSI C库函数

低层次IO

高层次IO,对open的扩展和封装

只能在POSIX操作系统上移植

可移植到任何操作系统

非缓冲IO

缓冲IO

只能读取二进制或普通文本

可以读取一个结构

可以指定要创建文件的访问权限

不能指定要创建文件的访问权限

fread返回的是一个FILE结构指针
而read返回的是一个int的文件号

前者fopen/fread的实现是靠调用底层的open/read来实现的.

fopen/fread
是C标准的库函数,操作的对象是: file stream

open/read
是和操作系统有关的系统调用。操作的对象是: “file descriptor”


f是ANSI的C标准库。后面的是UNIX下的系统调用。

带f的带有缓冲,是后面的衍生,
直接和硬件打交道,必须是后面的!

 

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。

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
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。

 

read/writefread/fwrite区别

1,fread是带缓冲的,read不带缓冲.

eg:

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
2,fopen
是标准c里定义的,openPOSIX中定义的
.
3,fread
可以读一个结构. readlinux/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.

都用fread 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,read 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。
如果只调用一次(可能吗?),这俩差不多,严格来说write要快一点点(因为实际上fwrite最后还是用了write做真正的写入文件系统工作),但是这其中的差别无所谓。

posted on 2011-10-21 13:39  距离在行走中消逝  阅读(13445)  评论(1编辑  收藏  举报