Linux（C/C++）下的文件操作open、fopen与freopen

Linux（C/C++）下的文件操作open、fopen与freopen

open是linux下的底层系统调用函数，fopen与freopen c/c++下的标准I/O库函数，带输入/输出缓冲。

linxu下的fopen是open的封装函数，fopen终于还是要调用底层的系统调用open。

所以在linux下假设须要对设备进行明白的控制。那最好使用底层系统调用（open），

open相应的文件操作有：close, read, write,ioctl 等。

fopen 相应的文件操作有：fclose, fread, fwrite, freopen, fseek, ftell, rewind等。

freopen用于重定向输入输出流的函数,该函数能够在不改变代码原貌的情况下改变输入输出环境。但使用时应当保证流是可靠的。具体见第3部分。

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open和fopen的差别：

1,fread是带缓冲的,read不带缓冲.

2,fopen是标准c里定义的,open是POSIX中定义的.

3,fread能够读一个结构.read在linux/unix中读二进制与普通文件没有差别.

4,fopen不能指定要创建文件的权限.open能够指定权限.

5,fopen返回文件指针,open返回文件描写叙述符(整数).

6,linux/unix中不论什么设备都是文件,都能够用open,read.

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1、open系统调用（linux）

须要包括头文件：#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<fcntl.h>

函数原型：int open( const char * pathname, int oflags);

int open( const char * pathname,int oflags, mode_t mode);

mode仅当创建新文件时才使用。用于指定文件的訪问权限。

pathname 是待打开/创建文件的路径名。

oflags用于指定文件的打开/创建模式，这个參数可由下面常量（定义于 fcntl.h）通过逻辑或构成。

O_RDONLY 仅仅读模式

O_WRONLY 仅仅写模式

O_RDWR 读写模式

以上三者是相互排斥的，即不能够同一时候使用。

打开/创建文件时。至少得使用上述三个常量中的一个。

下面常量是选用的：

O_APPEND 每次写操作都写入文件的末尾

O_CREAT 假设指定文件不存在，则创建这个文件

O_EXCL 假设要创建的文件已存在，则返回 -1，而且改动 errno 的值

O_TRUNC 假设文件存在，而且以仅仅写/读写方式打开，则清空文件所有内容

O_NOCTTY 假设路径名指向终端设备，不要把这个设备用作控制终端。

O_NONBLOCK 假设路径名指向 FIFO/块文件/字符文件，则把文件的打开和后继 I/O设置为非堵塞模式（nonblocking mode）。

//下面用于同步输入输出

O_DSYNC 等待物理 I/O 结束后再 write。在不影响读取新写入的数据的前提下，不等待文件属性更新。

O_RSYNC read 等待全部写入同一区域的写操作完毕后再进行

O_SYNC 等待物理 I/O 结束后再 write，包含更新文件属性的 I/O

当你使用带有O_CREAT标志的open调用来创建文件时，你必须使用有3个參数格式的open调用。

第三个參数mode是几个标志按位或后得到的，

这些标志在头文件sys/stat.h中定义。例如以下所看到的：

S_IRUSR: 读权限，文件属主

S_IWUSR: 写权限，文件属主

S_IXUSR: 运行权限，文件属主

S_IRGRP: 读权限，文件所属组

S_IWGRP: 写权限，文件所属组

S_IXGRP: 运行权限。文件所属组

S_IROTH: 读权限，其他用户

S_IWOTH: 写权限，其他用户

S_IXOTH: 运行权限。其他用户

返回值：成功则返回文件描写叙述符。否则返回 -1。 返回文件描写叙述符（整型变量0~255）。由open 返回的文件描写叙述符一定是该进程尚未使用的最小描写叙述符。仅仅要有一个权限被禁止则返回-1。

错误代码：（均已E开头，将其去掉就是有关于错误的方面的单词或单词的缩写）

EEXIST 參数pathname 所指的文件已存在，却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标。

EACCESS 參数pathname所指的文件不符合所要求測试的权限。

EROFS 欲測试写入权限的文件存在于仅仅读文件系统内。

EFAULT 參数pathname指针超出可存取内存空间。

EINVAL 參数mode 不对。

ENAMETOOLONG 參数pathname太长。

ENOTDIR 參数pathname不是文件夹。

ENOMEM 核心内存不足。

ELOOP 參数pathname有过多符号连接问题。

EIO I/O 存取错误。

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ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

參数：

fd：要进行写操作的文件描写叙述词。

buf：须要输出的缓冲区

count：最大输出字节计数

返回值：成功返回写入的字节数，出错返回-1并设置errno

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ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

參数：

buf：须要读取的缓冲区

count：最大读取字节计数

返回值：成功返回读取的字节数，出错返回-1并设置errno，假设在调read之前已到达文件末尾。则这次read返回0 。

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2、fopen库函数

头文件：<stdio.h>

函数原型：FILE * fopen(const char * path, const char * mode);

path字符串包括欲打开的文件路径及文件名称，參数mode字符串则代表着流形态。

mode有下列几种形态字符串:

"r"或"rb" 以仅仅读方式打开文件，该文件必须存在。

"w"或"wb" 以写方式打开文件，并把文件长度截短为零。

"a"或"ab" 以写方式打开文件，新内容追加在文件尾。

"r+"或"rb+"或"r+b" 以更新方式打开（读和写）

"w+"或"wb+"或"w+b" 以更新方式打开,并把文件长度截短为零。

"a+"或"ab+"或"a+b" 以更新方式打开。新内容追加在文件尾。

字母b表示文件时一个二进制文件而不是文本文件。（linux下不区分二进制文件和文本文件）

返回值：文件顺利打开后，指向该流的文件指针就会被返回。假设文件打开失败则返回NULL。并把错误代码存在errno 中。

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fread是一个函数。从一个文件流中读数据，最多读取count个元素，每一个元素size字节，假设调用成功返回实际读取到的元素个数。假设不成功或读到文件末尾返回 0。

函数原型：size_t fread ( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream) ;

參 数：

buffer：用于接收数据的内存地址

size：要读写的字节数。单位是字节

count：要进行读写多少个size字节的数据项,每一个元素是size字节.

stream：输入流

返回值：实际读取的元素个数.假设返回值与count不同样,则可能文件结尾或错误发生，从ferror和feof获取错误信息或检測是否到达文件结尾.

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fwrite：向文件写入一个数据块

函数原型：size_t fwrite(const void* buffer, size_t size, size_t count, FILE* stream);

參数：

buffer：是一个指针，对fwrite来说。是要获取数据的地址。

size：要写入内容的单字节数。

count:要进行写入size字节的数据项的个数；

stream:目标文件指针；

返回值：返回实际写入的数据块数目

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fflush：把文件流里的全部为写出数据立马写出。

函数原型：int fflush(FILE *stream);

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fseek：是lseek系统调用相应的文件流函数。它在文件流里为下一次读写操作指定位置。

函数原型：int fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);

參数stream为文件指针

參数offset为偏移量，正数表示正向偏移。负数表示负向偏移

參数fromwhere设定从文件的哪里開始偏移,可能取值为：SEEK_CUR、 SEEK_END 或 SEEK_SET

SEEK_SET： 文件开头

SEEK_CUR： 当前位置

SEEK_END： 文件结尾

当中SEEK_SET,SEEK_CUR和SEEK_END依次为0，1和2.

返回值：假设运行成功，stream将指向以fromwhere为基准，偏移offset（指针偏移量）个字节的位置。函数返回0。假设运行失败(比方offset超过文件自身大小)，则不改变stream指向的位置。函数返回一个非0值。

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下面为linux下一个打开文件并显示文件内容的程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

char * FILE_NAME = "/home/hzg/uart/download.bin";
unsigned char file_buffer[20];

int main()
{
FILE * file_fd;
int read_len, i;

file_fd = fopen(FILE_NAME,"rb");
if(file_fd == NULL)
{
perror("errno");
}
else
{
printf("File Open successed!\n");
}

while(1)
{
read_len = fread(file_buffer, 1, 16, file_fd);

if(read_len == -1)
{
printf("File read error!\n");
perror("errno");
exit(0);
}
else if(read_len == 0)
{
printf("File read Over!\n");
break;
}
else
{
printf("Read %d Byte From download.bin: ",read_len);
for(i = 0; i < read_len; i++)
{
printf(" %02x",file_buffer[i]);
}
printf("\n");
}

usleep(20000);
}

fclose(file_fd);
return 0;
}

3、freopen

函数原型：FILE * freopen ( const char * filename, const char * mode, FILE * stream );

參数：

filename: 要打开的文件名称

mode: 文件打开的模式。和fopen中的模式(r/w)同样

stream: 文件指针，通常使用标准流文件(stdin/stdout/stderr)

返回值：假设成功则返回该指向该stream的指针,否则为NULL。

作用：用于重定向输入输出流的函数。将stream中的标准输入、输出、错误或者文件流重定向为filename文件里的内容。

linux下须要重定向输出非常easy使用 ./程序名 >test （>>test 追加）,windows下的输入输出重定向能够使用freopen。
用法: 由于文件指针使用的是标准流文件，因此我们能够不定义文件指针。

我们使用freopen()函数以仅仅读方式r(read)打开输入文件test.in 。freopen("test.in", "r", stdin);

这样程序的输入就会从标准输入流stdin转换到从文件"test.in"中输入

然后使用freopen()函数以写入方式w(write)打开输出文件test.out，freopen("test.out", "w", stdout);

程序的输出就会从原来的标准输出变成写入文件"test.out"中