c语言----文件操作

1. 为什么要使用文件

1. 如果没有文件，我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中，如果程序退出，内存回收，数据就丢失了，等我们再次运行程序，是看不到上次程序的数据的，如果要将数据进行持久化的保存，我们就要使用文件。

2. 什么是文件呢？

1. 在磁盘或者硬盘上存在的文件我们统称为文件，但是在程序设计中，⼀般文件有两种：程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的)。

2.1 程序文件

1. 程序文件包括源程序文件（后缀为.c）,目标文件（windows环境后缀为.obj）,可执行程序（windows环境后缀为.exe）

2.2 数据文件

文件的内容不⼀定是程序，而是程序运行时读写的数据。
比如程序运行需要从中读取数据的文件，或者输出内容的文件。

2.3 文件名

每个文件都有一个文件名，就像人的身份证一样，每个人都不同。
文件名包含3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀
例如： c:\code\lufei.txt.
文件标识通常被称为文件名。

3. ⼆进制文件和文本文件

根据数据的组织形式，数据⽂件被称为⽂本⽂件或者⼆进制⽂件。
数据在内存中以⼆进制的形式存储，并且不加转换的输出到外存的⽂件中，就是⼆进制⽂件。
如果要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的⽂件就是⽂本⽂件。

那数据在⽂件中是怎么存储的呢？
1，首先是字符，字符只能以ASCII形式存储，因为字符是没有二进制的，而数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。
如有整数10000，如果以ASCII码的形式输出到磁盘，则磁盘中占⽤5个字节（每个字符⼀个字节），而⼆进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节。

测试代码：

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10000;
FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");fwrite(&a, 4, 1, pf);//⼆进制的形式写到⽂件中 fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

3. 在VS上打开⼆进制⽂件

我们在想打开文件的位置上右键选择打开方式，然后选择二进制编辑器。

4. ⽂件的打开和关闭

4.1 流和标准流：我们程序的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备获取数据，不同的外部设备的输⼊输出
操作各不相同，为了⽅便程序员对各种设备进行方便的操作，我们抽象出了流的概念，我们可以把流想象成流淌着字符的河。
C程序针对文件、画⾯、键盘等的数据输⼊输出操作都是通过流操作的。
⼀般情况下，我们要想向流⾥写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。

4.1标准流

那为什么我们从键盘输⼊数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流呢？
那是因为C语⾔程序在启动的时候，默认打开了3个流：
• stdin：标准输⼊流，在⼤多数的环境中从键盘输⼊，scanf函数就是从标准输⼊流中读取数据。
• stdout：标准输出流，⼤多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯，printf函数就是将信息输出到标准输出流中。
• stderr：标准错误流，⼤多数环境中输出到显⽰器界⾯。
这是默认打开了这三个流，我们使⽤scanf、printf等函数就可以直接进⾏输⼊输出操作的。
stdin、stdout、stderr三个流的类型是： FILE * ，通常称为⽂件指针。
C语⾔中，就是通过 FILE* 的⽂件指针来维护流的各种操作的。

4.2 ⽂件指针

缓冲⽂件系统中，关键的概念是“⽂件类型指针”，简称“⽂件指针”。
每个被使⽤的⽂件都在内存中开辟了⼀个相应的⽂件信息区，⽤来存放⽂件的相关信息（如⽂件的名
字，⽂件状态及⽂件当前的位置等）。这些信息是保存在⼀个结构体变量中的。该结构体类型是由系
统声明的，取名FILE.
例如，VS2013编译环境提供的 stdio.h 头⽂件中有以下的⽂件类型申明：

struct _iobuf {char *_ptr;int _cnt;char *_base;int _flag;int _file;int _charbuf;int _bufsiz;char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;

不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但是⼤同⼩异。
每当打开⼀个⽂件的时候，系统会根据⽂件的情况⾃动创建⼀个FILE结构的变量，并填充其中的信息，使用者不必关心细节。
⼀般都是通过⼀个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量，这样使⽤起来更加⽅便。
下⾯我们可以创建⼀个FILE*的指针变量:

FILE* pf;

定义pf是⼀个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个⽂件的⽂件信息区（是⼀个结构体变量）通过该文件信息区中的信息就能够访问该⽂件。也就是说，通过⽂件指针变量能够间接找到与它关联的文件。

5. ⽂件的打开和关闭

⽂件在读写之前应该先打开⽂件，在使⽤结束之后应该关闭⽂件。
在编写程序的时候，在打开⽂件的同时，都会返回⼀个FILE*的指针变量指向该⽂件，也相当于建⽴了
指针和⽂件的关系。
ANSIC规定使⽤ fopen 函数来打开⽂件， fclose 来关闭⽂件。

//打开⽂件 
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭⽂件 
int fclose ( FILE * stream );

mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式：

实例代码：

/* fopen fclose example */
#include <stdio.h>
int main ()
{FILE * pFile;//打开⽂件 pFile = fopen ("myfile.txt","w");//⽂件操作 if (pFile!=NULL){fputs ("fopen example",pFile);//关闭⽂件 fclose (pFile);}return 0;
}

1.fopen

打开文件

2. fputc

字符写到流(文件）里面去

#include<stdio.h>
int main()
{FILE* pf = fopen("text", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}fputc('a', pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

写完a之后光标会出现在a的下一位置。

3.fgetc

从文件读取字符

这里是从文件读取数据。

4.fputs

向文件中写入字符串

5.fgets

从文件中获取字符串


他会少读一个字符而填上/0.

6.对比三个函数

printf和scanf大家都会，我们看下面。

6.fprintf

向文件中写数据

7. fscanf

从文件中读取数据

7. sprintf

8. sscanf

9. fwrite

这里的00不关心，61-66对应字母的16禁制ASCll值。

10. fread

11. fseek

根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针（⽂件内容的光标）。

12. ftell

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

1 long int ftell ( FILE * stream );

13.rewind

让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置

1 void rewind ( FILE * stream );

14.⽂件读取结束的判定

被错误使⽤的 feof
牢记：在⽂件读取过程中，不能⽤feof函数的返回值直接来判断⽂件的是否结束。
feof 的作⽤是：当⽂件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是：遇到⽂件尾结束。
1. 文本文件读取是否结束，判断返回值是否为 EOF(fgetc），或者 NULL （ fgets ）
例如：
• fgetc 判断是否为 EOF .
• fgets 判断返回值是否为 NULL .

2. ⼆进制⽂件的读取结束判断，判断返回值是否⼩于实际要读的个数。
例如：• fread判断返回值是否⼩于实际要读的个数。

15. ⽂件缓冲区

ANSIC标准采⽤“缓冲⽂件系统”处理的数据⽂件的，所谓缓冲⽂件系统是指系统⾃动地在内存中为
程序中每⼀个正在使⽤的⽂件开辟⼀块“⽂件缓冲区”。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓
冲区，装满缓冲区后才⼀起送到磁盘上。如果从磁盘向计算机读⼊数据，则从磁盘⽂件中读取数据输
⼊到内存缓冲区（充满缓冲区），然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。缓冲区的大小根据C编译系统决定的。

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2022 WIN11环境测试 
int main()
{FILE*pf = fopen("test.txt", "w");fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区 printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt⽂件，发现⽂件没有内容\n");Sleep(10000);printf("刷新缓冲区\n");fflush(pf);//刷新缓冲区时，才将输出缓冲区的数据写到⽂件（磁盘） //注：fflush 在⾼版本的VS上不能使⽤了 printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt⽂件，⽂件有内容了\n");Sleep(10000);fclose(pf);//注：fclose在关闭⽂件的时候，也会刷新缓冲区 pf = NULL;return 0;
}

这⾥可以得出⼀个结论：
因为有缓冲区的存在，C语⾔在操作⽂件的时候，需要做刷新缓冲区或者在⽂件操作结束的时候关闭⽂件。如果不做，可能导致读写⽂件的问题。