fopen和open 等区别是什么?文件描述符与文件描述指针区别

FILE *fp = fopen(path, "w");
int fd =open(path,)

1.区别

函数	定义	所属库	返回类型
fopen	高级文件操作函数，提供缓冲机制	标准 C 库 (stdio.h)	FILE*（文件指针）
open	低级文件操作函数，直接调用系统接口	Unix/Linux 系统调用 (fcntl.h)	int（文件描述符）

(1) 抽象层级

• fopen：

  • 属于 高级 I/O 操作，封装了底层系统调用（如 open、read、write）。

  • 提供 缓冲机制（缓冲区的数据可能不会立即写入磁盘，除非显式调用 fflush 或 fclose）。

  • 支持格式化输入输出（如 fprintf、fscanf）。

• open：

  • 属于 低级 I/O 操作，直接与操作系统交互。

  • 无缓冲机制：每次 read/write 都会触发系统调用，数据直接操作硬件。

  • 提供更精细的控制（如文件权限、打开模式标志）。

(2) 打开模式

• fopen：
  使用字符串指定模式（如 "r"、"w"、"a"、"rb" 等）：

  FILE *fp = fopen("file.txt", "w"); // 写入模式（覆盖）

• open：
  使用位掩码标志指定模式（如 O_RDONLY、O_WRONLY、O_CREAT、O_APPEND 等）：

  int fd = open("file.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644); // 写入+创建，权限 0644

  (3) 错误处理

• fopen：

  • 返回 NULL 表示失败，需通过 errno 或 perror 获取错误原因：

    
    FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
    if (!fp) {perror("fopen失败");exit(EXIT_FAILURE);
    }

• open：

  • 返回 -1 表示失败，错误码存储在 errno 中：

    int fd = open("file.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {perror("open失败");exit(EXIT_FAILURE);
    }

    2. 联系与协作

    (1) 从 FILE* 获取文件描述符

    可以通过 fileno() 函数从 FILE* 获取底层文件描述符：

    FILE *fp = fopen("file.txt", "w");
    int fd = fileno(fp); // 获取关联的文件描述符

  •  当fopen成功时，C标准库会：

    1. 调用底层系统调用（如open()）打开文件，获取文件描述符（例如返回3）。

    2. 将文件描述符、缓冲区等信息封装到FILE结构体中。

    3. 返回指向该结构的指针（FILE* fp）。

  • (2) 混合使用场景

  • 使用 open 打开文件后，可通过 fdopen() 将其转换为 FILE*：

    int fd = open("file.txt", O_WRONLY);
    FILE *fp = fdopen(fd, "w"); // 将文件描述符转为FILE*

3. 典型使用场景

适合 fopen 的场景

1. 文本文件读写（如配置文件、日志文件）。

2. 需要格式化输入输出（如 fprintf 写入结构化数据）。

3. 跨平台开发（标准 C 库接口通用）。

适合 open 的场景

1. 需要精细控制文件权限（如设置 O_CREAT 时指定权限掩码）。

2. 使用非阻塞 I/O（如 O_NONBLOCK）。

3. 操作特殊文件（如设备文件 /dev 下的节点）。

4. 实现文件锁（fcntl 系统调用需文件描述符）。

        文件指针（FILE指针）与文件描述符的区别**：

文件指针：由C标准库提供，类型为`FILE*`，用于高级文件操作（如`fprintf`, `fscanf`等）。

文件描述符：由操作系统提供，类型为整数（如`int`），用于底层系统调用（如`read`, `write`）。

可以使用`fileno()`函数获取文件描述符，例如：`int fd = fileno(fp);`，其中`fp`是`FILE*`类型。

在Linux系统中，可以通过/proc/<pid>/fd查看进程打开的文件描述符。例如：

# 假设程序PID为1234
ls -l /proc/1234/fd

 

4. 总结

特性	fopen	open
抽象层级	高级（带缓冲）	低级（无缓冲）
性能	适合批量操作	适合实时操作
灵活性	有限（依赖标准库）	高（直接控制文件描述符）
跨平台性	强（标准C库）	弱（依赖Unix/Linux系统）
典型用途	文本处理、格式化I/O	设备操作、非阻塞I/O、文件锁