1. 文件操作的作用

可以将内存中的数据持久化地存储到文件中。我们所运行的程序的数据是存储在电脑的内存中的，如果不将数据持久化地存储起来，那么在程序退出时，内存中的数据就会随内存的回收而消失。

可以持久化保存数据的，就被称为外存，如硬盘（文件），光碟等。

例如，你写了一个通讯录来管理自己的联系人，但是你并没有将联系人的信息存储到文件中。那么，随着程序的退出，你联系人的信息会全部被清除，当你再次打开程序时，就需要重新录入联系人的信息。这使得该程序毫无意义。

2. 文件的基本知识

2.1 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。

文件路径相当于文件在计算机中的地址，同一路径下，文件名主干和文件后缀不能完全相同。

文件名主干可自定义，但是在某些情况下文件名主干会受到限制。

例如，在vscode中，程序源文件的文件名主干和文件路径中不能出现中文。

 文件后缀代表文件的类型并限定了文件默认的打开方式。

例如，以“.MP4”为后缀的文件为视频类型文件，且总是默认被视频播放器打开。

 2.2 文件的分类

2.2.1 程序文件和数据文件

程序文件

程序文件包括源程序文件（后缀为.c），目标表件（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。

2.2.2 二进制文件和文本文件

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，那么该文件就是二进制文件。

文本文件

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叫做文本文件。

补充：

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（VS2019测试）。

 3. 文件的打开和关闭

3.1 流和标准流

3.1.1 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，我们要想向流流写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。

3.1.2 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。

3.2 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。

3.3 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 );

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

例如：

/* 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;
}