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。
linux下的fopen是open的封装函数,fopen最终还是要调用底层的系统调用open,所以在linux下如果需要对设备进行明确的控制,那最好使用底层系统调用(open)。

open对应的文件操作有:close, read, write,ioctl 等。
fopen 对应的文件操作有:fclose, fread, fwrite, freopen, fseek, ftell, rewind等。
freopen用于重定向输入输出流的函数,该函数可以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。

open和fopen的区别:
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可以读一个结构.read在linux/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返回文件指针,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.

 

1、open系统调用(linux)

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,用于指定文件的访问权限。

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,这个参数可由以下常量(定义于 fcntl.h)通过逻辑或构成。
   O_RDONLY       只读模式 
   O_WRONLY      只写模式 
   O_RDWR          读写模式
以上三者是互斥的,即不可以同时使用。

打开/创建文件时,至少得使用上述三个常量中的一个。以下常量是选用的:
   O_APPEND         每次写操作都写入文件的末尾 
   O_CREAT            如果指定文件不存在,则创建这个文件 
   O_EXCL               如果要创建的文件已存在,则返回 -1,并且修改 errno 的值
   O_TRUNC           如果文件存在,并且以只写/读写方式打开,则清空文件全部内容 
   O_NOCTTY         如果路径名指向终端设备,不要把这个设备用作控制终端。
   O_NONBLOCK

以下用于同步输入输出
   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 等待所有写入同一区域的写操作完成后再进行
   O_SYNC            等待物理 I/O 结束后再 write,包括更新文件属性的 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个参数格式的open调用。第三个参数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,如下所示:
  S_IRUSR:    读权限,文件属主
  S_IWUSR:   写权限,文件属主
  S_IXUSR:    执行权限,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:    执行权限,文件所属组
  S_IROTH:   读权限,其它用户
  S_IWOTH:  写权限,其它用户
  S_IXOTH:   执行权限,其它用户

返回值:成功则返回文件描述符,否则返回 -1。  返回文件描述符(整型变量0~255)。由open 返回的文件描述符一定是该进程尚未使用的最小描述符。只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 参数pathname 所指的文件已存在,却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标。
  EACCESS 参数pathname所指的文件不符合所要求测试的权限。
  EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内。

  EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间。

  EINVAL 参数mode 不正确。
  ENAMETOOLONG 参数pathname太长。

  ENOTDIR 参数pathname不是目录。
  ENOMEM 核心内存不足。
  ELOOP 参数pathname有过多符号连接问题。
  EIO I/O 存取错误。

 

2、fopen库函数

头文件:<stdio.h>
函数原型:FILE * fopen(const char * path, const char * mode);
path字符串包含欲打开的文件路径及文件名,参数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"        以只读方式打开文件,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。如果文件打开失败则返回NULL,并把错误代码存在errno 中。


3、freopen

函数原型:FILE * freopen ( const char * filename, const char * mode, FILE * stream );
参数
filename: 要打开的文件名
mode: 文件打开的模式,和fopen中的模式(r/w)相同
stream: 文件指针,通常使用标准流文件(stdin/stdout/stderr)
返回值:如果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文件中的内容。linux下需要重定向输出很容易使用 ./程序名 >test (>>test 追加),windows下的输入输出重定向可以使用freopen。

使用方法: 因为文件指针使用的是标准流文件,因此我们可以不定义文件指针。

我们使用freopen()函数以只读方式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

 

===============================================================================================

C语言open()和creat()函数创建文件时,文件权限设置相关


open()和creat()创建文件时,文件权限说明

首先了解一下 umask 命令,该命令用来设置限制新文件权限的掩码。当新文件被创建时,其最初的权限由文件创建掩码决定。简单地来说,umask和open()及creat()函数的权限码(mode_t mode参数)共同决定你的新建文件的权限。具体关系为mode & ~umask。

下面通过简单的程序来验证它们之间的关系。

由于open()和creat()创建文件,结果一致,我们直接采用creat()函数:

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

int main()
{
    if( creat("/aicamel/boa/file.txt",0777) < 0 ) {
        printf("文件创建失败!\n");
    } else {
        printf("文件创建成功!\n");
    }
    return 0;
}

编译和运行

root@aicamel-machine:/aicamel/boa# gcc -o test test.c 
root@aicamel-machine:/aicamel/boa# ./test 
文件创建成功!
root@aicamel-machine:/aicamel/boa# ls -l file.txt 
-rwxr-xr-x 1 root root 0 7月   5 09:24 file.txt
root@aicamel-machine:/aicamel/boa# umask
0022
root@aicamel-machine:/aicamel/boa#

我们可以看到实际创建的 file.txt 文件权限为 -rwx r-x r-x,并且当前系统的 umask 值为 0022 。我们创建文件时,希望创建的文件权限为 0777 ,也就是-rwx rwx rwx。我们现在来验证一下是否满足mode & ~umask。 
~umask即为umask 取反值为 1755 
我们创建文件的 mode 值为 0777 
mode & ~umask 为 0755,也就是-rwx r-x r-x,与实际创建的文件权限一致。

看到这你应该知道怎么一回事了,但是如果我们的程序运行在ARM开发板上时,有时会出现umask值同样为0022,mode值同样为0777,当创建出的文件权限始终为-rw- - - - - - -,无论我们如何修改umask值和mode值,创建出的文件权限始终不变,如果遇到这种情况,我们需要使用umask()函数,即可解决这个问题。

使用umask()函数

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

int main()
{
    umask(0000);   //将umask值设置为0000,实际创建的文件权限即为下面的mode值
    if( creat("/aicamel/boa/file.txt",0777) < 0 ) {
        printf("文件创建失败!\n");
    } else {
        printf("文件创建成功!\n");
    }
    return 0;
}

编译运行结果为

root@aicamel-machine:/aicamel/boa# gcc -o test test.c 
root@aicamel-machine:/aicamel/boa# ./test 
文件创建成功!
root@aicamel-machine:/aicamel/boa# ls -l file.txt 
-rwxrwxrwx 1 root root 0 7月   5 09:51 file.txt
root@aicamel-machine:/aicamel/boa# umask
0022
root@aicamel-machine:/aicamel/boa#

从运行结果来看,代码中使用umask()函数,并不会改变系统的umask值,只会临时改变umask值。所以个人建议,我们使用open()和creat()时,在代码上方加上一句umask(0000);,这样我们在使用open()和creat()时,就不需要特别计算mode值了。