fopen(fopen

筆試簡答題1

在程序中，對于文件的讀寫，程序運行時間主要消耗在I/O上。與讀寫硬盤上的文件慢很多；每次讀取和寫入文件的內容很少，那么程序運行時間主要消耗在I/O上。

文件緩沖系統：磁盤<---->緩沖池（0.5k）<---->二進制流（變量描述符集合）

解釋：系統會自動的給每一個正在使用的文件開辟一塊緩存區，緩存區的大小一般由各個C的版本規定，一般為512BYTE（0.5K）大小。從磁盤向內存讀取數據時，則一次將一些數據從磁盤送至內存緩沖區（滿載），然后在從緩沖區逐個將數據送給接收變量（文本描述符）；從內存向磁盤寫入數據時，同樣先將數據填滿緩沖區，再一次性將數據從緩沖區送到磁盤。

形象理解：緩存區就類似一個中間的包文件，將單個的數據進行匯總，打包，然后進行傳送。這樣就減少了單個輸入輸出直接訪問磁盤的次數，減少對磁盤的實際讀寫次數。

依賴：文本結構體指針，可以進行讀寫字符、字符串、格式化數據等。

磁盤讀寫過程： 磁盤每次讀寫都要移動磁頭并尋找磁道扇區，花費一定的時間。

管理文件方式：緩沖文件系統是借助文本結構體指針來對文件進行管理，通過文件指針來對文件進行訪問，既可以讀寫字符、字符串、格式化數據，也可以讀寫二進制數據。

常用操作函數：緩沖文件系統函數一般是有f開頭的函數，如fopen(),fwrite(),fread()等。

緩沖文件輸入輸出：標準輸入輸出（標準I/O）--緩沖的I/O操作

注：全緩沖I/O和行緩沖I/O

全緩沖I/O：在緩沖區填滿后才進行實際的I/O操作。在磁盤上的文件常常使用標準I/O庫函數實施全緩沖。

行緩沖I/O：指在輸入或輸出中遇到換行符時，執行實際的I/O操作。

形象圖解：

非文件緩沖系統：磁盤(文件) <-----> 二進制文件（變量流）

解釋： 非文件緩沖系統不會自動分配緩沖區，需要用戶根據自己的需要去設置，在傳統的UNIX下，用緩沖文件系統處理文本文件，用非緩沖文件系統來處理二進制文件。非緩沖文件系統依賴操作系統，通過操作系統的功能對文件進行讀寫，是系統級的輸入輸出，他不涉及文本結構指針，只能讀寫二進制文件，但效率高、速度快。ANSI標準不再包括非緩沖文件系統。

依賴：操作系統

特點：只能讀寫二進制文件， 效率高、速度快，在遇到突發事件時（例如斷電），內容不會丟失。

缺點：頻繁進行I/O操作，非常消耗CPU。

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

非緩沖文件系統輸入輸出：系統輸入輸出（系統I/O）

形象圖解：

筆試簡答題2

1.open為非緩沖文件系統操作函數，無緩沖；fopen為緩沖文件系統操作函數，中間有緩沖區。

2.open一般打開系統文件，在POSIX中定義；fopen打開普通文件，在標準C語言庫里面定義。即open是系統調用，fopen是標準庫調用。

3.open不能移植，fopen可移植。

4.open返回文本描述符（整數），fopen返回文本結構指針。

5.fopen進行讀寫操作時，減少了用戶態和內核態的切換，open每次都需要進行內核態和用戶態的切換，整體速度較慢。

順序訪問文件：fopen系列的函數要比直接調用open系列快；隨機訪問文件：open要比fopen系列快。

6.open可以指定權限，而fopen不能指定文件創建的權限。

Linux系統架構：

注：

應用程序可以通過調動Linux系統調用接口編程，也可以使用標準庫編程。C標準庫函數本身也是通過系統調用接口（操作系統API）實現的。

下面是相關的參考文獻：

緩沖I/O與非緩沖I/O(fopen與open系列函數區別) 系統調用與C庫 - Tim的嵌入式之旅 - CSDN博客

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

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