1.为什么使用文件

使用文件可以直接将数据存放到电脑硬盘上，做到数据的持久化

2.什么是文件

硬盘上的文件是文件

但在程序中，我们一般谈的文件有两种：程序文件和数据文件（从文件功能角度来分类的）

2.1程序文件

包括源程序文件（后缀为.c），目标文件（windows环境后最为.obj）,可执行文件（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

之前我们所处理数据的输入输出都是以终终端为对象的，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，当需要的时候再把数据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的文件

2.3文件名

文件要有唯一的文件标识，以便用户识别和引用

文件名包含3部分：文件路径+文件主干+文件后缀

例如：c:\code\test.txt

为了方便起见，文件标识常被成为文件名

2.4文本文件和二进制文件

根据数据的组织形式，数据文件被成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，就是二进制文件。

如果要求在外存上以ASSCII吗的形式存储，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

一个数据在内存中是怎么存储呢？

字符一律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。

如果整数10000，如果以ASCII码形式输出到磁盘中，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 写一个四个字节的数据，放到pf维护的文件当中去
    pf = NULL;
    return 0;
}

3.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>

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    fputs("abcdef", pf);//先把代码放到输出缓存区
    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。

4.文件的打开和关闭

4.1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。该结构体类型是有系统

声明的，取名FILE.

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，系统就会根据文件的情况自动创建一个FILE结构的变量，并填充其信息，使用者不用不必关心细节

一般都是通过FILE指针来维护这个FILE结构的变量

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）。通过该文件信息区就能够访问该文件，也就是说指针变量够找到与它关联的文件

例如：

4.2文件的打开和关闭

文件在读写前之前应该先打开文件，在使用结束后应该关闭文件

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

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	出错

“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

例

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    if (pf == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        return 0;
    }
    //打开成功
    //读文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

5.文件的顺序读写

功能	函数名	适用于
字符输入函数	fgetc	所有输入流
字符输出函数	fputc	所有输出流
文本行输入函数	fgets	所有输入流
文本行输出函数	fputs	所有输出流

格式化输入函数	fscanf	所有输入流
格式化输出函数	fprintf	所有输出流
二进制输入	fread	文件
二进制输出	fwrite	文件

fputc

例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
    FILE* pfWrite = fopen("TEST.txt","w");//TEST为文件输出流
    if (pfWrite == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        return 0;
    }
    //写文件
    fputc('b', pfWrite);
    fputc('i', pfWrite);
    fputc('t', pfWrite);

    fclose(pfWrite);
    pfWrite = NULL;
    return 0;

}

fgetc

例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
    FILE* pfRead = fopen("TEST.txt", "r");//TEST为文件输入流
    if (pfRead == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        return 0;
    }
    //写文件
    printf("%c\n",fgetc(pfRead));
    printf("%c\n",fgetc(pfRead));
    printf("%c\n",fgetc(pfRead));
    fclose(pfRead);
    pfRead = NULL;
    return 0;

}

键盘和屏幕都是外部设备

键盘-标准输入设备

屏幕-标准输出设备

是一个程序默认打开的两个流设备

程序运行起来就会默认打开三个流

stdin FILE*

stdout FILE*

stderr FILE*

fgetc/fputc的标准输入流/标准输出流

int main()
{
    int ch = fgetc(stdin);
    fputc(ch, stdout);
    return 0;
}

输入一个字符

输出一个字符

fputs

例：

#include<stdio.h>
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    if (pf == NULL)
    {
        return 0;
    }
    fputs("hello\n", pf);
    fputs("world\n", pf);

    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

fgets

例：

#include<stdio.h>
int main()
{
    char buf[1000] = { 0 };
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
        {
            return 0;
        }

    printf("%s", fgets(buf, 1000, pf));
    printf("%s", fgets(buf, 1000, pf));
    
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

fgets/fputs的标准输入流/标准输出流

#include<stdio.h>
int main()
{
    char buf[1000] = { 0 };
    fgets(buf, 1000, stdin);//从标准输入流读取
    fputs(buf, stdout);//输出到标准输出流

    return 0;
}

fprintf

例：

#include<stdio.h>

struct S
{
    int n;
    float score;
    char arr[10];
};

int main()
{
    struct S s = { 100,3.14f,"bit" };
    FILE* pf = fopen("text.txt", "w");
    if (pf == NULL)
    {
        return 0;
    }
    //格式化的形式写文件
    fprintf(pf, "%d %f %s", s.n, s.score, s.arr);

    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

fscanf

例：

#include<stdio.h>

struct S
{
    int n;
    float score;
    char arr[10];
};

int main()
{
    struct S s = {0};
    FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        return 0;
    }
    //格式化的形式输入数据
    fscanf(pf, "%d %f %s", &(s.n), &(s.score), s.arr);
    printf("%d %f %s\n", s.n, s.score, s.arr);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

fprint/fscanf的标准输入流/标准输出流

例：

#include<stdio.h>

struct S
{
    int n;
    float score;
    char arr[10];
};

int main()
{
    struct S s = { 0 };
    fscanf(stdin,"%d %f %s", &(s.n), &(s.score), s.arr);
    fprintf(stdout,"%d %f %s", s.n, s.score, s.arr);
    return 0;
}

对比一组函数：

sscanf/sprintf

scanf/fscanf/sscanf
printf/fprintf/sprintf

scanf/print 是针对标准输入流/标准输出流的格式化输入/输出语句

fscanf/fprintf 是针对所有输入流/所有输出流的格式化输入/输出语句

sscanf/sprintf sscanf是从字符串中读取格式化的数据

sprintf是把格式化的数据输出（存储到）成字符串

struct S
{
    int n;
    float score;
    char arr[10];
};
#include<stdio.h>
int main()
{
    struct S s = { 100,3.14f,"abcdef" };
    struct S tmp = { 0 };
    char buf[1000] = { 0 };

    //把格式化的数据转化为字符串
    sprintf(buf, "%d %f %s", s.n, s.score, s.arr);
    printf("%s\n", buf);

    //从buf中读取格式化的数据到tmp中
    sscanf(buf, "%d %s %s", &(tmp.n), &(tmp.score), tmp.arr);
    printf("%d %f %s\n",tmp.n,tmp.score,tmp.arr);
    return 0;
}

fwrite

例：

#include<stdio.h>

struct S
{
    char name[20];
    int age;
    double score;
};

int main()
{
    struct S s = { "张三",20,50.2 };
    FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
    if (pf == NULL)
    {
        return 0;
    }
    //二进制形式写文件
    fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);

    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

因为是以二进制写入的，前面的名字以二进制存储和与字符存储是一样的，所以名字不变，后面则是二进制放进去的乱码

fread

例：

#include<stdio.h>

struct S
{
    char name[20];
    int age;
    double score;
};

int main()
{
    struct S tmp = { 0 };
    FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
    if (pf == NULL)
    {
        return 0;
    }
    //二进制形式读文件
    fread(&tmp, sizeof(struct S), 1, pf);
    printf("%s %d %lf\n", tmp.name, tmp.age, tmp.score);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

6.文件的随机读写

6.1fseek

根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
            //pf             偏移量        文件指针的当前位置

SEEK_CUR 文件指针的当前位置

SEEK_END 文件的末尾位置

SEEK_SET 文件的起始位置

#include<stdio.h>
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        return 0;
    }
    //1.定位文件指针
    fseek(pf, 2, SEEK_CUR);
    //2.读取文件
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n", ch);
    fclose(pf);
    pf = NULL;

    return 0;
}

6.2ftell

返回文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell(FILE*stream);

#include<stdio.h>
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        return 0;
    }
    //1.定位文件指针
    //fseek(pf, 2, SEEK_CUR);
    fgetc(pf);
    int pos = ftell(pf);
    printf("%d\n", pos);
    fclose(pf);
    pf = NULL;

    return 0;
}

6.3rewind

void rewind(FILE*stream);

#include<stdio.h>
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        return 0;
    }
    //1.定位文件指针
    //fseek(pf, 2, SEEK_CUR);
    int ch=fgetc(pf);
    rewind(pf);
    printf("%c\n", ch);
    fclose(pf);
    pf = NULL;

    return 0;
}

7.文本读取结束判定

被错误使用的feof

注：

在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接用来判断文件的是否结束。

而是应用于当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇到文件尾结束。

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

正确的使用：

文本文件的例子：

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("open file test2.txt");
        return 0;
    }
    int ch = 0;
    while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
    {
        putchar(ch);
    }
    if (ferror(pf))
    {
        printf("error\n");
    }
    else if (feof)
    {
        printf("end of file\n");
    }

    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

二进制文件的例子：

#include <stdio.h>
enum { SIZE = 5 };
int main(void)
{
    double a[SIZE] = {1.,2.,3.,4.,5.};
    FILE *fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须用二进制模式
    fwrite(a, sizeof *a, SIZE, fp); // 写 double 的数组
    fclose(fp);
    double b[SIZE];
    fp = fopen("test.bin","rb");
    size_t ret_code = fread(b, sizeof *b, SIZE, fp); // 读 double 的数组
    if(ret_code == SIZE)
    {
        puts("Array read successfully, contents: ");
        for(int n = 0; n < SIZE; ++n) printf("%f ", b[n]);
        putchar('\n');
    } 
    else 
    { // error handling
        if (feof(fp))
            printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
        else if (ferror(fp)) 
        {
            perror("Error reading test.bin");
        }
    }
    fclose(fp);
}

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