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系列专栏：【C语言详解】【数据结构详解】

文件操作

1、为什么使用文件？

2、什么是文件？

2.1、程序文件

2.2、数据文件

2.3、文件名

3、二进制文件和文本文件

4、文件的打开和关闭

4.1、流和标准流

4.1.1、流

4.1.2、标准流

4.2、文件指针

4.3、文件的打开和关闭

总结

1、为什么使用文件？

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，我们可以把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。此处我们就讲到如何将数据放入到磁盘文件当中。

2、什么是文件？

磁盘（硬盘）上的文件是文件。例如电脑当中的C盘内放入的文件夹内的内容就是文件。但是在程序设计中，我们⼀般谈的文件有两种：程序文件、数据文件（从文件功能的⻆度来分类 的）。

2.1、程序文件

程序文件包括源程序文件（后缀为.c）,目标为件（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。

本弹讨论的是 数据文件 。 在以前各弹所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。 其实有时候我们会 把信息输出到磁盘上 ，当需要的时候再 从磁盘上把数据读取到内存中使用 ，这里处理的就是 磁盘上文件 。

2.3、文件名

⼀个文件要有⼀个 唯⼀的文件标识 ，以便用户识别和引用。 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 c:\code\ —文件路径test.txt —文件名主干+文件后缀 为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

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，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。

⼀个数据在文件中是怎么存储的呢？ 字符⼀律以ASCII形式存储 ， 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（VS2022测试）。 测试代码：

#include 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;}

在VS上打开⼆进制文件：

先执行此代码，创建test.txt文件，然后在源文件添加现有项。添加文件test.txt，以二进制编辑器打开该文件。

4、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

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，使用者不必关新细节。 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;//⽂件指针变量

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。

比如：

4.3、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。 ANSI C 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 );

filename表文件名，mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式：

文件使用方式含义如果指定文件不存在
“r”（只读）为了输入数据，打开⼀个已经存在的文本文件出错
“w”（只写）为了输出数据，打开⼀个文本文件建立⼀个新的文件
“a”（追加）向文本文件尾添加数据建立⼀个新的文件
“rb”（只读）为了输入数据，打开⼀个⼆进制文件出错
“wb”（只写）为了输出数据，打开⼀个⼆进制文件建立⼀个新的文件
“ab”（追加）向⼀个⼆进制文件尾添加数据建立⼀个新的文件
“r+”（读写）为了读和写，打开⼀个文本文件出错
“w+”（读写）为了读和写，建议⼀个新的文件建立⼀个新的文件
“a+”（读写）打开⼀个文件，在文件尾进行读写建立⼀个新的文件
“rb+”（读写）为了读和写打开⼀个⼆进制文件出错
“wb+”（读写）为了读和写，新建⼀个新的⼆进制文件建立⼀个新的文件
“ab+”（读写）打开⼀个⼆进制文件，在文件尾进行读和写建立⼀个新的文件

实例代码： 

/* fopen fclose example */#include 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;}

总结

本篇博客就结束啦，谢谢大家的观看，如果公主少年们有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦！