💻前言

今天带大家好好学习一下关于文件操作的一些知识，希望能够对大家有所收获，让我们开始吧！

🎈为什么使用文件

🍁我们前面学习结构体时，写了通讯录的程序，当通讯录运行起来的时候，可以给通讯录中增加、删除数据，此时数据是存放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，等下次运行通讯录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很难受。

🍁我们在想既然是通讯录就应该把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。
这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。

🍁使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。

🎈什么是文件

🍁磁盘上的文件是文件。
🍁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）。

🎉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）。

🎉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。

在以前各章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。

🎉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。

🎈文件的打开和关闭

🎉文件指针

假设我们创建了一个test.dat的文件，我们打开这个文件进行操作，写一些相应的信息或者删除一些相应的信息，这些都是属于对文件操作的行为。操作的过程中文件的相关信息就会发生变化，我们是怎么样记录这些发生的变化呢，每一个打开的文件都会有一个文件信息区和文件本身关联起来，只要文件发生变化，文件信息区跟着就会发生变化。文件信息区里面就维护了当前文件的相关信息，例如，文件名，文件状态，及文件当前的位置等相关的信息。这个文件信息区就是一个结构体的变量，是一个名叫FILE的结构体，用FILE的结构体创建了一个结构体变量，这个变量的内存空间里面存放的就是这个文件相关的信息。

画图加速理解：

🍁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.

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。

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找到与它关联 的文件。

🎉文件的打开和关闭

打开文件函数

函数的返回类型是FILE * ，当你用fopen去打开这个文件的时候，会主动创建一个信息区，并且把文件信息区的起始地址返回来，返回的就是一个FILE * 的指针。

FILE *fopen( const char *filename, const char *mode );

filename,//文件名

mode//文件的打开方式

打开方式如下：

关闭文件函数

我们现在写代码演示一下如何打开和关闭文件：

#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE *pf = fopen("test.dat", "r");//fopen函数如果以写的形式打开，如果文件不存在会创建一个文件，如果文件存在，会清空文件的内容，如果是已读的方式打开，文件不存在的话会打开失败，返回空指针
	if (pf == NULL)//如果打开文件失败会返回空指针
	{
		perror("foopen");
		return 1;
	}
	//写文件
		//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

🎈文件的顺序读写

c语言程序，只要运行起来，就默认打开了3个流
stdion - 标准输入流 - 键盘
stdout - 标准输出流 - 屏幕
stderr - 标准错误流 - 屏幕

下面我们来进行文件的相关操作：

🎉写文件(fputc，操作一个字符)

#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE *pf = fopen("test.dat", "w");
	if (pf == NULL)//如果打开文件失败会返回空指针
	{
		perror("foopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	fputc('b', pf);
	fputc('i', pf);
	fputc('t', pf);
		//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}
 
//用w的方式打开的时候，即使里面有内容也都会被清空

🎉读文件(fgetc，操作一个字符)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE *pf = fopen("test.dat", "r");
	if (pf == NULL)//如果打开文件失败会返回空指针
	{
		perror("foopen");
		return 1;
	}
	//读文件
	int ret = fgetc(pf);//返回的是ASCII//读取失败返回EOF
		printf("%c", ret);
 
		//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}
 
//fgetc把文件流里的数据读取完了之后会读到-1

🎉写文件(fputs，操作字符串)

#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE *pf = fopen("test.dat", "w");
	if (pf == NULL)//如果打开文件失败会返回空指针
	{
		perror("foopen");
		return 1;
	}
	//写文件，按行来写
	fputs("abcdef",pf);
	fputs("desfgf",pf);
		
 
		//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

🎉读文件(fgets，操作字符串)

#include<stdio.h>
int main()
{
	char arr[10] = { 0 };
	FILE *pf = fopen("test.dat", "r");
	if (pf == NULL)//如果打开文件失败会返回空指针
	{
		perror("foopen");
		return 1;
	}
	//读文件
	fgets(arr, 4, pf);
	printf("%s", arr);
	
		
 
		//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}
    
//读取文件数据的时候，如果读4个，他不会真的读4个，读完3个之后，还要留一个/0的位置

🎉格式化的输出函数(fprintf)

#include<stdio.h>
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = { "abcdef",20,5.5f };
	FILE* pf = fopen("test.dayta", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		return 1;
	}
	//写文件
	fprintf(pf, "%s %d %f", s.arr, s.num, s.sc);//这就是如何把格式化的数据写到文件里
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
 
}

🎉格式化的输入函数(fscanf)

#include<stdio.h>
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = {0};
	FILE* pf = fopen("test.dayta", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		return 1;
	}
	//写文件
	fscanf(pf, "%s %d %f", s.arr, &(s.num), &(s.sc));//这就是如何把格式化的数据写到文件里
	printf("%s %d %f", s.arr, s.num, s.sc);
	fprintf(stdout, "%s %d %f", s.arr, s.num, s.sc);//这类函数参数不同，功能就不同，可以适用于所有的流
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
 
}

🎉二进制输出函数(fwrite)

struct S
{
    char arr[10];
    int num;
    float sc;
};
int main()
{
    struct S s = {"abcdef",20,5.5f};
    FILE* pf = fopen("test.dayta", "w");
    if (NULL == pf)
    {
        return 1;
    }
    //写文件
    fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
 
}
 
 

🎉二进制输入函数(fread)

#include<stdio.h>
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = {0};
	FILE* pf = fopen("test.dayta", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		return 1;
	}
	//写文件
	fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
	printf("%s %d %f", s.arr, &(s.num), &(s.sc));
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
 
}

🎉scanf、fscanf、sscanf、printf、fprintf、sprintf的区别

🎈文件的随机读写

🎉fseek函数

fseek函数：根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。

#include<stdio.h>
 
int main()
{
	
	FILE* pf = fopen("test.data", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("main");
		return 1;
	}
	//读取文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	//调整文件
 
	fseek(pf, 2, SEEK_END);
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
 
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
 
}

🎉ftell函数

ftell函数：返回文件指针相对于起始位置的偏移量（告知偏移量是多少）

#include <stdio.h>

int main ()
{
  	FILE * pFile ;
  	long size ;
  	pFile = fopen ("myfile.txt","rb") ;
 	 if(pFile==NULL) perror("Error opening file" ) ;
 	 else
 	 {
    	fseek(pFile,0,SEEK_END);//non-portable
    	size=ftell(pFile);
    	fclose (pFile) ;
    	printf ("Sizeof myfile.txt : %ld bytes. \n ", size) ;
 	}
  return 0 ;
}

🎉rewind函数

rewind函数：让文件指针的位置回到文件的起始位置

#include <stdio.h>

int main ()
{
  	int n;
 	 FILE * pFile ;
  	char buffer [27] ;
 	 pFile = fopen("myfile.txt","w+");
  	for ( n = 'A' ; n <= 'Z' ; n++)
   	 fputc(n, pFile);
  	rewind (pFile);
  	fread (buffer,1,26, pFile);
  	fclose(pFile);
  	buffer[26] = '\0';
  	puts(buffer);
  return 0 ;
}

🎈文本文件和二进制文件

🍁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，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。
🍁一个数据在内存中是怎么存储的呢？
🍁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1 0000，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（VS2013测试）。

#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 ;
}

🎈文件读取结束的判定

🎉被错误使用的feof

feof（文件结束返回非0）
feof应用于当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇文件尾结束

🍁fgetc函数在读取结束的时候，会返回EOF,正常读取的时候，返回的是读取到的字符ASCII码值
🍁fgets函数在读取结束的时候返回NULL,正常读取的时候返回存放字符串的空间起始地址。
🍁fread函数在读取的时候，返回的是实际读取到的完整元素的个数。如果发现读取到的元素个数小于指定的元素个数，这就是最后一次读取了。

🎉写代码test.txt文件拷贝一份，生成test2,txt

#include<stdio.h>
 
int main()
{
	
	FILE* pfread = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pfread)
	{
		return 1;
	}
	FILE* pfwrite = fopen("test2.txt", "w");
	{
		if (pfread == NULL)
		{
			fclose(pfread);
			pfread = NULL;
				return 1;
		}
		//文件打开成功
		//读写文件
		int ch = 0;
		while((ch = fgetc(pfread))!= EOF)
		{
			//写文件
			fputc(ch, pfwrite);
		}
	}
 
	//关闭文件
	fclose(pfwrite);
	pfwrite = NULL;
	return 0;
 
}

🎈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。