fopen(fopen

笔试简答题1

在程序中，对于文件的读写，程序运行时间主要消耗在I/O上。与读写硬盘上的文件慢很多；每次读取和写入文件的内容很少，那么程序运行时间主要消耗在I/O上。

文件缓冲系统：磁盘<---->缓冲池（0.5k）<---->二进制流（变量描述符集合）

解释：系统会自动的给每一个正在使用的文件开辟一块缓存区，缓存区的大小一般由各个C的版本规定，一般为512BYTE（0.5K）大小。从磁盘向内存读取数据时，则一次将一些数据从磁盘送至内存缓冲区（满载），然后在从缓冲区逐个将数据送给接收变量（文本描述符）；从内存向磁盘写入数据时，同样先将数据填满缓冲区，再一次性将数据从缓冲区送到磁盘。

形象理解：缓存区就类似一个中间的包文件，将单个的数据进行汇总，打包，然后进行传送。这样就减少了单个输入输出直接访问磁盘的次数，减少对磁盘的实际读写次数。

依赖：文本结构体指针，可以进行读写字符、字符串、格式化数据等。

磁盘读写过程： 磁盘每次读写都要移动磁头并寻找磁道扇区，花费一定的时间。

管理文件方式：缓冲文件系统是借助文本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。

常用操作函数：缓冲文件系统函数一般是有f开头的函数，如fopen(),fwrite(),fread()等。

缓冲文件输入输出：标准输入输出（标准I/O）--缓冲的I/O操作

注：全缓冲I/O和行缓冲I/O

全缓冲I/O：在缓冲区填满后才进行实际的I/O操作。在磁盘上的文件常常使用标准I/O库函数实施全缓冲。

行缓冲I/O：指在输入或输出中遇到换行符时，执行实际的I/O操作。

形象图解：

非文件缓冲系统：磁盘(文件) <-----> 二进制文件（变量流）

解释： 非文件缓冲系统不会自动分配缓冲区，需要用户根据自己的需要去设置，在传统的UNIX下，用缓冲文件系统处理文本文件，用非缓冲文件系统来处理二进制文件。非缓冲文件系统依赖操作系统，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，他不涉及文本结构指针，只能读写二进制文件，但效率高、速度快。ANSI标准不再包括非缓冲文件系统。

依赖：操作系统

特点：只能读写二进制文件， 效率高、速度快，在遇到突发事件时（例如断电），内容不会丢失。

缺点：频繁进行I/O操作，非常消耗CPU。

常用操作函数：open() ,read(),write(),lek(),clo()等。

非缓冲文件系统输入输出：系统输入输出（系统I/O）

形象图解：

笔试简答题2

1.open为非缓冲文件系统操作函数，无缓冲；fopen为缓冲文件系统操作函数，中间有缓冲区。

2.open一般打开系统文件，在POSIX中定义；fopen打开普通文件，在标准C语言库里面定义。即open是系统调用，fopen是标准库调用。

3.open不能移植，fopen可移植。

4.open返回文本描述符（整数），fopen返回文本结构指针。

5.fopen进行读写操作时，减少了用户态和内核态的切换，open每次都需要进行内核态和用户态的切换，整体速度较慢。

顺序访问文件：fopen系列的函数要比直接调用open系列快；随机访问文件：open要比fopen系列快。

6.open可以指定权限，而fopen不能指定文件创建的权限。

Linux系统架构：

注：

应用程序可以通过调动Linux系统调用接口编程，也可以使用标准库编程。C标准库函数本身也是通过系统调用接口（操作系统API）实现的。

下面是相关的参考文献：

缓冲I/O与非缓冲I/O(fopen与open系列函数区别) 系统调用与C库 - Tim的嵌入式之旅 - CSDN博客

Linux（C/C++）下的文件操作open、fopen与freopen - Boblim - 博客园

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