fopen函数

fopen函数

C 库函数 fopen 使用给定的模式 mode 打开 filename 所指向的文件。

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode)

• filename — 字符串，表示要打开的文件名称。
• mode — 字符串，表示文件的访问模式，该指针指向以下面字符开头的字符串：
  

mode也可以包含字母b，放在最后或者中间，表示二进制流。例如“rb”，“r+b”；（如果你的程序以后要移植到windows环境下可以加上b，在linux环境下则不需要，linux只有流的概念，没有二进制的概念）

• 该函数返回一个 FILE 指针。否则返回 NULL，且设置全局变量 errno 来标识错误。该全局变量在头文件errno.h中声明：（只展示部分）

#define EPERM 1 /* Operation not permitted */
#define ENOENT 2 /* No such file or directory */
#define ESRCH 3 /* No such process */
#define EINTR 4 /* Interrupted system call */
#define EIO 5 /* I/O error */
#define ENXIO 6 /* No such device or address */
#define E2BIG 7 /* Argument list too long */

代码示例

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>

int main(){
    FILE *fp;
    fp=fopen("temp","r");
    if(fp==NULL){
        fprintf(stderr,"fopen() failed! errno = %d\n",errno);
        exit(1);
    }
    puts("OK");
    exit(0);
}

编译执行后打印结果：

可知errno为2，为No such file or directory；

在C标准中定义了两个函数帮助打印输出errno的对应错误原因，一个是strerror，另一个是perror；

---

perror包含在stdio.h中：

//函数原型
/*
*功能：根据error打印对应的错误信息
*参数：s: 用户自定义信息字符串，一般是出错的函数名
*/
void perror(const char *s);

修改后的程序为：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>

int main(){
    FILE *fp;
    fp=fopen("temp","r");
    if(fp==NULL){
        //fprintf(stderr,"fopen() failed! errno = %d\n",errno);
        perror("errno");
        exit(1);
    }
    puts("OK");
    exit(0);
}

打印结果：

---

strerror包含在<string.h>头文件中

//函数原型
/*
*功能：将某个错误代码转换成对应的错误信息
*/
char *strerror(int errnuum);

修改后的程序为：

fprintf(stderr, "fopen:%s\n", strerror(errno));

---

fopen函数解析：

由函数原型可知，fopen函数返回的是一个FILE类型的指针，FILE是一个结构体，由typedef进行了重命名，而指针实际上是指向结构体的指针。

问题：指针指向的内存空间是哪一块（或者说FILE结构体放在内存的哪一块）？是堆，是栈，还是静态区？

1、栈

// 简单的fopen源码分析
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode) {
    FILE tmp;
    
    // 给结构体成员赋值初始化
    tmp.xxx = xxx;
    tmp.yyy = yyy;
    ...
        
    return &tmp;
}

分析：tmp变量的存储类别是自动类型（块作用域，自动存储期），当程序退出这个块时，释放刚才为变量tmp匹配的内存，因此，指针指向的地址实际上没有tmp，是一个没有被分配的内存；
2、静态区

// 简单的fopen源码分析
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode) {
    static FILE tmp;
    
    // 给结构体成员赋值初始化
    tmp.xxx = xxx;
    tmp.yyy = yyy;
    ...
        
    return &tmp;
}

加上static，将tmp保存在静态区（静态无链接），但是只能存在一个FILE实例（因为只有这一个内存区供指针指向）；调用10次fopen函数，内存还是只有这一块，打开第一个文件时，是正确的，但在打开第二个文件时，就会把第一个的结果覆盖掉，第一个文件就没法操作了，会出错。例如：

fp1 = fopen("a", "r");
fp2 = fopen("b", "r");
// 此时fp1实际指向了b，第二次的结果会把第一次的结果覆盖掉

3、堆（正解）

// 简单的fopen源码分析
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode) {
    FILE *tmp = NULL;
    tmp = malloc(sizeof(FILE));
    
    // 给结构体成员赋值初始化
    tmp->xxx = xxx;
    tmp->yyy = yyy;
    ...
        
    return tmp;
}

此时变量tmp具有动态存储期，从调用malloc分配内存到调用free释放内存为止，而free就在fclose函数中被调用。