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一 为什么使用文件？

二 什么是文件

磁盘（硬盘）上的⽂件是⽂件。

2.1 程序文件  

2.2 数据文件

2.3 文件名

⼀个⽂件要有⼀个唯⼀的⽂件标识，以便⽤⼾识别和引⽤。

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\test.txt

为了⽅便起⻅，⽂件标识常被称为⽂件名。

三 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，如果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。

四 文件的打开和关闭

4.1 流和标准流

4.1.1 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。

4.1.2 标准流

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.

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

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

下面是文件的打开模式：

注意：当使用“w”，“wb”，“w+”，“wb+”打开文件时会清除文件原本存储的数据。

代码示例：

/* 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;
}

五 文件的读写

读写文件时我们有两种读取方式：顺序读取和随机读取

5.1 顺序读写功能介绍

对于顺序读写我们会常用到以下函数：

 fputc函数（包含在头文件stdio.h中）

该函数的作用是用来向文件输入单个字符数据的，看一下该函数的定义：

character:接收所要存入的字符的ASCII值

stream:接收指向所要存入文件的指针

当该函数成功运行时返回所存入字符的ASCII码值，否则返回EOF值。

例题：在文件中写入26个字母

#include<stdio.h>int main() {//fputc函数FILE *pf = fopen("date.txt", "w");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}//打开成功  写文件int i = 'a';for (i = 0; i < 26; i++) {fputc('a' + i, pf);}//关闭文件if (fclose(pf) == EOF) {//关闭失败perror("fclose");return 1;}//关闭成功 设置为空pf == NULL;return 0;
}

运行结果：

fgetc函数（包含在头文件stdio.h中）

该函数一般被用来读取文件中单个字符数据，来看一下定义：

stream:接收指向所要读取文件的指针

该函数成功读入数据时会返回读取字符的ASCII值，反之则会返回EOF值。

例题：读取date.txt文件中的内容

#include<stdio.h>int main() {//fgetc函数FILE *pf = fopen("date.txt", "r");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}//读文件int ch = 0;while ((ch = fgetc(pf)) != EOF) {printf("%c", ch);}//关闭文件fclose(pf);pf == NULL;return 0;
}

运行结果：

ps:在程序运行时每次使用fgetc函数读入数据时文件指针在向后移动使其读取的数据不会重复。

  fputs函数（包含在头文件stdio.h中）

读写文件时，我们可以使用fputs函数直接向文件写入一个字符串

str:接收指向将要存入字符串的指针

stream:接收指向所要存入文件的指针

该函数成功运行返回一个非负值，否则返回EOF值。

示例：写入两行字符串

#include<stdio.h>int main() {//fputs函数FILE *pf = fopen("date.txt", "w");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}//写文件  字符串不会自动换行 如果想写多行 要在字符串末尾添加换行符fputs("hellow,world!\n", pf);fputs("my name is Lim!\n", pf);fclose(pf);pf == NULL;return 0;
}

运行结果：

fgets函数（包含在头文件stdio.h中）

 对于输出文件文本行（字符串）数据一般使用fgets函数来进行操作，看一下该函数的定义：

str:接收指向储存读出数据的字符串指针

num:接收要复制到 str 中的最大字符数（包括终止空字符）

stream:接收指向所要读取文件的指针

成功后，该函数返回 str的头指针
如果在尝试读取字符时遇到文件结尾，则会设置 eof 指示符 。如果在读取任何字符之前发生这种情况，则返回的指针为空指针（并且 str 的内容保持不变）。
如果发生读取错误，则设置错误指示器 （ferror） 并返回空指针（但 str 所指向的内容可能已更改）。

示例：读取文件中的字符

#include<stdio.h>int main() {//fgets函数FILE *pf = fopen("date.txt", "r");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}//读文件  char arr[10];fgets(arr,5,pf);printf("%s",arr);fclose(pf);pf == NULL;return 0;
}

运行结果：

我们可以看到程序只读取了前四个字符，因为fgets函数会把最后一个位置留给'\0'.

如果你想把文件里的内容都读出来，可以尝试以下代码

#include<stdio.h>int main() {//fgets函数FILE *pf = fopen("date.txt", "r");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}//读文件  char arr[100];while (fgets(arr, 100, pf) != NULL) {printf("%s", arr);}	fclose(pf);pf == NULL;return 0;
}

运行结果：

fprintf函数（包含在头文件stdio.h中）

fprintf函数可以向文件输出任意数据,让我们来看一下该函数的定义：

stream:接收指向所要输出文件的指针

format:接收将要输出数据的格式（和printf函数一样有%d，%x，%c，%s等等格式类型）

将该函数与printf函数对比

我们发现，printf函数只是少了一个参数就是FILE*类型的stream。

示例：

#include<stdio.h>
int main() {int num = 100;float score = 75.5;char name[100] = "张三";//打开文件FILE *pf = fopen("date.txt", "w");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}//写文件fprintf(pf,"%d %.1f %s\n",num,score,name);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

运行结果:

  fscanf函数（包含在头文件stdio.h中）

fscanf函数是可以读取各种类型的数据的函数,让我们看一下定义：

stream:接收指向所要输入文件的指针

format:接收将要输入数据的格式（和scanf函数一样有%d，%x，%c，%s等等格式类型）

将该函数与scanf函数对比

我们发现唯一多出来的一个参数也是FILE*类型的stream

示例：

#include<stdio.h>
int main() {//fscanf函数int num = 0;float score = 0;char name[100] = {0};//打开文件FILE *pf = fopen("date.txt", "r");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;} //读文件fscanf(pf, "%d %f %s\n", &num, &score, name);printf("%d %f %s\n", num, score, name);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

运行截图：

fwrite函数（包含在头文件stdio.h中）

fwrite函数可以直接将计算机内存中所存储的二进制数据输出到文件中，让我们来看一下定义：

ptr:接收指向所要输入数据的指针或地址

size:接收输出的每个数据的大小（以字节为单位）

count:所要输出数据的个数

stream:接收指向所要输出文件的指针

示例：

#include<stdio.h>
int main() {//fwrite函数FILE *pf = fopen("date.txt", "wb");//二进制的写if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;} //二进制的形式写int arr[] = { 1,2,3,4,5 };fwrite(arr, sizeof(arr[0]), 5, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

运行结果：

fread函数（包含在头文件stdio.h中）

fread函数使用二进制的方式读取，让我们看一下定义：

ptr:传入指向将要存储数据的变量的指针或地址

size:传入每次从文件读取数据的大小（以字节为单位）

count:传入将要读取的次数

stream:接收指向所要输入文件的指针

示例：

#include<stdio.h>
int main() {FILE *pf = fopen("date.txt", "wb");//二进制的读if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;} //二进制的形式读int arr[5] = { 0 };int i = 0;for (i = 0; i < 5; i++) {fread(&arr[i], sizeof(arr[0]), 1, pf);}for (i = 0; i < 5; i++) {printf("%d ", arr[i]);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

运行结果：

六 ⽂件读取结束的判定

6.1被错误使⽤的 feof

6.1.1 判断文本文件的结束

判断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 .

6.1.1 判断二进制文件的结束

例如：

fread判断返回值是否⼩于实际要读的个数。

七 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。

以下是程序向硬盘输入数据和硬盘向程序输出数据的流程：

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<Windows.h>
int main()
{//打开FILE* pf = fopen("date.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//存入fputs("asdfghj", pf);//将代码放在输出缓冲区printf("睡眠20秒-已经写数据了，打开文件是没有数据的\n");Sleep(20000);//睡眠20秒printf("刷新缓冲区\n");fflush(pf);//此函数可以刷新缓冲区中的数据，使其存入硬盘文件中//fflush在高版本的VS上已经不能使用了printf("此20秒数据从文件缓冲区内读入到文件中，打开文件是有数据的\n");Sleep(20000);//关闭fclose(pf);//注 flcose在关闭文件的时候，也会刷新缓冲区pf = NULL;return 0;
}

运行结果：

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。

祝大家生活愉快。