标准IO与文件IO 的区别

一、先来了解下什么是文件I/O和标准I/O：

文件I/O：文件I/O称之为不带缓存的IO（unbuffered I/O)。不带缓存指的是每个read，write都调用内核中的一个系统调用。也就是一般所说的低级I/O——操作系统提供的基本IO服务，与os绑定，特定于linix或unix平台。

标准I/O：标准I/O是ANSI C建立的一个标准I/O模型，是一个标准函数包和stdio.h头文件中的定义，具有一定的可移植性。标准I/O库处理很多细节。例如缓存分配，以优化长度执行I/O等。标准的I/O提供了三种类型的缓存：

• 全缓存：当填满标准I/O缓存后才进行实际的I/O操作。
• 行缓存：当输入或输出中遇到新行符时，标准I/O库执行I/O操作。
• 不带缓存：stderr就是了。

二、二者的区别：

文件I/O 又称为低级磁盘I/O，遵循POSIX相关标准。任何兼容POSIX标准的操作系统上都支持文件I/O。标准I/O被称为高级磁盘I/O，遵循ANSI C相关标准。只要开发环境中有标准I/O库，标准I/O就可以使用。（Linux 中使用的是GLIBC，它是标准C库的超集。不仅包含ANSI C中定义的函数，还包括POSIX标准中定义的函数。因此，Linux 下既可以使用标准I/O，也可以使用文件I/O）。

通过文件I/O读写文件时，每次操作都会执行相关系统调用。这样处理的好处是直接读写实际文件，坏处是频繁的系统调用会增加系统开销，标准I/O可以看成是在文件I/O的基础上封装了缓冲机制。先读写缓冲区，必要时再访问实际文件，从而减少了系统调用的次数。

文件I/O中用文件描述符表现一个打开的文件，可以访问不同类型的文件如普通文件、设备文件和管道文件等。而标准I/O中用FILE（流）表示一个打开的文件，通常只用来访问普通文件。

三、、系统调用与库函数：

上面我们一直在讨论文件I/O与标准I/O的区别，其实可以这样说，文件I/O是系统调用、标准I/O是库函数

• 系统调用 操作系统负责管理和分配所有的计算机资源。为了更好地服务于应用程序，操作系统提供了一组特殊接口——系统调用。通过这组接口用户程序可以使用操作系统内核提供的各种功能。例如分配内存、创建进程、实现进程之间的通信等。 为什么不允许程序直接访问计算机资源？答案是不安全。单片机开发中，由于不需要操作系统，所以开发人员可以编写代码直接访问硬件。而在32位嵌入式系统中通常都要运行操作系统，所以开发人员可以编写代码直接访问硬件。而在32位嵌入式系统中通常都要运行操作系统，程序访问资源的方式都发生了改变。操作系统基本上都支持多任务，即同时可以运行多个程序。如果允许程序直接访问系统资源，肯定会带来很多问题。因此，所有软硬件资源的管理和分配都有操作系统负责。程序要获取资源（如分配内存，读写串口）必须由操作系统来完成，即用户程序向操作系统发出服务请求，操作系统收到请求后执行相关的代码来处理。 用户程序向操作系统提出请求的接口就是系统调用。所有的操作系统都会提供系统调用接口，只不过不同的操作系统提供的系统调用接口各不相同。Linux 系统调用接口非常精简，它继承了Unix 系统调用中最基本的和最有用的部分。这些系统调用按照功能大致可分为进程控制、进程间通信、文件系统控制、存储管理、网络管理、套接字控制、用户管理等几类。
• 库函数 库函数可以说是对系统调用的一种封装，因为系统调用是面对的是操作系统，系统包括Linux、Windows等，如果直接系统调用，会影响程序的移植性，所以这里使用了库函数，比如说C库，这样只要系统中安装了C库，就都可以使用这些函数，比如printf() scanf()等，C库相当于对系统函数进行了翻译，使我们的APP可以调用这些函数；
• 用户编程接口API 前面提到利用系统调用接口程序可以访问各种资源，但在实际开发中程序并不直接使用系统调用接口，而是使用用户编程接口（API）。为什么不直接使用系统调用接口呢？

原因如下：

1）系统调用接口功能非常简单，无法满足程序的需求。

2）不同操作系统的系统调用接口不兼容，程序移植时工作量大。

用户编程接口通俗的解释就是各种库（最重要的就是C库）中的函数。为了提高开发效率，C库中实现了很多函数。这些函数实现了常用的功能，供程序员调用。这样一来，程序员不需要自己编写这些代码，直接调用库函数就可以实现基本功能，提高了代码的复用率。使用用户编程接口还有一个好处：程序具有良好的可移植性。几乎所有的操作系统上都实现了C库，所以程序通常只需要重新编译一下就可以在其他操作系统下运行。

用户编程接口（API）在实现时，通常都要依赖系统调用接口。例如，创建进程的API函数fork()对应于内核空间的sys_fork()系统调用。很多API函数通过多个系统调用来完成其功能。还有一些API函数不要调用任何系统调用。

在Linux 中用户编程接口（API）遵循了在Unix中最流行的应用编程界面标准——POSIX标准。POSIX标准是由IEEE和ISO/IEC共同开发的标准系统。该标准基于当时想用的Unix 实践和经验，描述了操作系统的系统调用编程接口（实际上就是API），用于保证应用程序可以在源代码一级商多种操作系统上运行。这些系统调用编程接口主要是通过C库（libc )实现的。

文章参考：

https://blog.csdn.net/big_bit/article/details/51804391