文件操作说明
文件操作概述
文件操作是对存储介质上的数据进行读取、写入、修改和管理的行为，是程序与外部数据交互的基础手段。通过文件操作，应用程序可以保存状态、日志数据或其他信息，并在需要时重新读取，同时开发者无需关注底层闪存的物理存储结构或擦写逻辑，只需按照常规文件操作流程即可实现数据存取和管理。
文件操作接口
POSIX（Portable Operating System Interface）和 C 标准库提供了统一的文件操作接口，这类接口的优势包括：
跨平台兼容性强：POSIX 和 C 标准库接口在不同操作系统上基本一致，有利于代码移植。
功能丰富：支持文件打开、读取、写入、关闭、定位、权限控制等多种操作。
成熟稳定：接口经过长期使用，易于调试和维护。
除了 POSIX 和 C 标准库外，常见的文件操作方式还有：
专用文件系统 API：如 SPIFFS、LittleFS 提供的接口，针对嵌入式闪存优化，支持文件系统完整性检查、垃圾回收等。
存储抽象库：如 NVS 提供键值对存储接口，更适合小型配置数据存储。
相比之下，POSIX/C 标准库文件操作简单，接口统一，适合多种存储设备，逻辑清晰，但开销较大，对闪存的擦写管理不如专用文件系统优化，直接使用可能增加损耗。
文件系统与存储设备
不同类型的存储设备和文件系统对数据操作的支持方式各不相同。以下内容仅说明当前示例中涉及的存储设备和文件系统，帮助开发者理解它们的适配关系。
存储设备：是实际的硬件介质，用于存放数据。
片上闪存（Flash）：适合存储小规模、关键数据，擦写次数有限，需要注意寿命管理。 SD 卡：容量大，通常使用 FAT 文件系统，读写兼容性好，可直接读写文件。适合存储大量文件数据。
文件系统：是存储设备上的数据管理和访问层，实现文件的组织和操作接口。进一步说明可参考 文件系统。
SPIFFS：通过 SPIFFS 提供的接口可挂载为 POSIX 风格文件系统，因此 POSIX 文件操作可直接在 SPIFFS 上使用，但要注意闪存寿命。 FAT 文件系统：提供传统文件操作接口，POSIX/C 文件操作可直接使用，适合大容量数据存储，通常用于 SD 卡。 NVS（非易失性存储）：挂载在片上闪存上，以键值对形式管理数据，不是传统文件系统，POSIX 文件操作不可直接使用，需要通过相关 API进行读写。
操作接口
对于 SPIFFS 或 FAT 文件系统，可以直接使用常规文件操作函数。
对于 NVS，需要使用专门的键值 API 进行读写。
文件操作方式
创建文件并写入
调用
fopen()以指定模式（此处为只写w模式），打开指定文件。如果文件不存在则创建新文件。调用
fprintf()将内容写入目标文件。调用
fclose()关闭文件。
检查文件并重命名
调用
stat()并传入重命名目标文件路径，检查该路径终点文件是否存在，以判断是否需要先删除文件以避免重命名冲突。如存在，则调用
unlink()删除该文件，以避免重命名冲突。调用
rename()将原始文件重命名。
读取文件
调用
fopen()以指定模式（此处为只读r模式），打开指定文件。如果文件不存在将返回NULL。调用
fgets()读取文件内容。如需要打印，需要处理换行符。调用
fclose()关闭文件。
处理并打印读取内容
当调用 fgets() 从文件中读取一行数据时，字符串末尾通常会包含换行符 \n。为了打印或后续处理方便，需去除该换行符。
调用
strchr()在目标字符数组中查找第一个出现的换行符，并返回指向换行符位置的指针，如果未找到则返回NULL。判断是否查找到换行符，如找到，则将换行符替换为字符串结束符
\0，从而截断字符串，去掉行末的换行。打印日志，输出相关信息，用于调试或观察读取结果。
卸载文件系统
在不再需要访问文件系统时，应调用卸载操作，将 Spiffs 从虚拟文件系统中解除挂载。这一操作可释放系统资源，防止内存或文件句柄泄漏，同时保证系统状态清晰，适合在程序结束或切换文件系统时执行。
调用
esp_vfs_spiffs_unregister()卸载分区，释放资源。
文件打开模式
在标准 C 库中，fopen() 的行为取决于打开文件时指定的模式 _type。
模式 |
模式说明 |
文件存在 |
文件不存在 |
|---|---|---|---|
|
只读模式 |
打开文件 |
返回 |
|
只写模式 |
打开文件并清空内容，会覆盖已存在的文件 |
创建新文件 |
|
追加模式 |
打开文件，指针指向末尾，不会覆盖原文件内容 |
创建新文件 |
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读写模式 |
打开文件 |
返回 |
|
读写模式 |
打开文件并清空内容，会覆盖已存在的文件 |
创建新文件 |
|
读写追加模式 |
打开文件，指针指向末尾，不会覆盖原文件内容 |
创建新文件 |