C语言【文件操作】详解上（会使用fopen和fclose打开和关闭文件）

 引言

        先整体认识一下文件是什么，会打开和关闭文件。

        关于对文件操作函数在下部分来介绍

一、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，我们可以使用文件。

二、什么是文件？

        磁盘（硬盘）上的文件是文件。 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（从文件功能的角度来分类的）。

2.1 程序文件

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

源程序文件：

目标文件： 

可执行程序文件： 

 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。

下面讨论的是数据文件

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 为了方便起见，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，数据文件被分为文本文件和二进制文件。

        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。 

四、文件的打开和关闭

先了解一下C语言中的流和标准流

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。

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？

        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。

3.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.

列如：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;//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。 

4.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。

FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );  
//fopen 打开文件成功，返回文件信息区的地址
//打开文件失败，返回NULL

int fclose ( FILE * stream );  //关闭⽂件

 mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式： 

参考代码： 

        在myfile.txt文件中写入：fopen example，“w”（只写）如果没有该文件会建立一个新的文件：myfile.txt

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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);
    pFile = NULL;  //避免成为野指针
   }
  return 0;
}