1.文件的打开和关闭

• 1.1 什么是文件指针

2.文件操作函数

• 2.1 fgetc函数和fputc函数
• 2.2 fgets函数和fputs函数
• 2.3 fscanf函数和fprintf函数
• 2.4 fwrite函数和fread函数

1.文件的打开和关闭

1.1 什么是文件指针？

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.

假如：我们要操作一个文件，名为text.txt ，首先要打开文件，打开文件的同时，操作系统会自动为该文件创建一个文件信息区，专门用来记录该文件的信息。

文件信息区的每一个信息与text.txt的信息是一一对应的。而该文件信息区名为struct _iobuf，又被重命名为 FILE 。

所以FILE其实就是文件信息区。

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

通过该文件指针变量，我们就可以读写文件中的信息。

文件在读写之前，需要打开文件

//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );

读写文件完成后，需要关闭文件：

//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );

文件的打开方式如下：

举个例子：

#include <stdio.h>
int main ()
{
 //打开文件
FILE* pFile = fopen ("text.txt","w");
 //文件操作
 if (pFile!=NULL)
{
  fputs ("fopen",pFile);
  //关闭文件
  fclose (pFile);
}
 return 0;
}

该段代码的意思是：打开一个文件叫text.txt，以写的形式打开。意味着向文件中写入信息。具体是怎么写的，下面会讲到。
写完信息后关闭文件，fclose(pFile)，pFile就是一个文件指针。

文件指针就是用来操作文件的，假如我们需要对文件进行写入的操作，就使用文件指针打开该文件并定义"写"的操作。

2.文件操作函数

2.1 fgetc函数和fputc函数

fgetc函数和fputc函数是针对字符的输入输出的。

int fgetc(FILE* stream);
//从流中读取字符，返回读到的ascii码值

流是什么呢？可以把流理解成水流，水流到尽头，就是一个蓄水池。一个蓄水池就相当于一个存储大量文件的区域。文件也类似，从流中（文件信息区）中读取文件，fgetc返回读到的ascii码值。

int fputc(int character, FILE* stream);
//把字符character 写入流中

fputc是将一个字符写入文件中。一次写入一个字符，返回成功写入的字符的个数。

举个例子：

int main()
{
	FILE* pf =fopen("text.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 0;
	}
	//写入字符
	char ch = 0;
	for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
	{
		fputc(ch, pf);
	}

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

先打开text.txt文件，如果不存在该文件，则会新建一个文件（"w"写入的形式会新建一个文件，但是以"r"的形式打开文件，如果文件不存在，会读取文件失败，返回NULL）

然后向文件中写入a~z个字母。

运行成功，成功写入文件：

写入成功，现在向文件中读取数据

int main()
{
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 0;
	}
	//写入字符
	char ch = 0;
	for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
	{
		int ch = fgetc(pf);
		printf("%c ", ch);
	}

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

读取成功，如下图：

总结：fgetc函数是向文件指针pf（或者其他名字，由你来定）一次读取一个字符，读取完第一个字符后，指针自动跳到下一个字符。
fputc函数是向pf指向的指针一次写入一个字符。

2.2 fgets函数和fputs函数

int fputs(const char* str, FILE* stream);
向流中写入一行数据，一次性写一行

举个例子：

int main()
{
	FILE* pf = fopen("text.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 0;
	}
	fputs("Hello World","w"); 
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

写入成功。

注意：打开文件进行写入操作时，上一次写入的数据将会被清除。

接下来向从文件中读取数据：

int main()
{
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 0;
	}
	//读文件，一次读一行
	char buf[20];
	fgets(buf, 10, pf); // 读10个字节，相当于读9个，最后一个字节留着放\0
	printf("%s\n", buf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

注意：当我们读取10个字节时，实际上打印出来只打印前面9个字节的内容，还有一个字节是被用来留着放\0的。

还有一种情况，假如我们需要读取20个字节的数据，然而第一行不足20个字节，fgets读完所有的数据后，即使不够20个字节，就不会再读取了，就停止了。不会跳到第二行继续读。 更说明fges是一次只读取一行。

2.3 fscanf函数和fprintf函数

前面说过，fscanf函数和fprintf函数是格式化输入输出函数。什么是格式化函数呢？
其实格式化函数就是对于不同格式的数据都能够进行输入输出，比如：整型，浮点型，结构体类型等等，这些就是不同格式的数据。

相较于scanf和printf函数，fscanf函数和fprintf只是多了一个参数，即FILE指针所指向的文件。fscanf函数是向FILE的指针指向的文件中读取格式化的数据，fprintf函数是向FILE*的指针指向的文件中写入格式化的数据。

对比如下：

int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );
int scanf ( const char * format, ... );

int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );
int printf ( const char * format, ... );

举一个简单的例子：
向text.txt文件中写入结构体数据

int main()
{
	FILE* pf = fopen("text.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 0;
	}
	struct S
	{
		char name[20];
		int age;
		float score;
	}s = {"zhangsan",20,99.5f};
	fprintf(pf,"%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行成功后，文件中就有了该结构体的数据。

对于fscanf来说亦是如此：

以读的方式打开该文件，对其中的数据进行读取。读取后，打印出来看即可。

s.name不用&的原因是，s.name是一个数组名，表示首元素地址，不需要&，而其他的age和score则需要&。

前面说过，这几个函数都是适用于所有输入流输出流，那么就包括了键盘（标准输入流），屏幕（标准输出流）。

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

此时，我们会从键盘中读取一个字符，写入到屏幕中。

对于其他函数也是如此。仍可以从键盘中读取数据，写入到屏幕上。

2.4 fwrite函数和fread函数

上面提到，fwrite函数和fread函数是以二进制的形式进行写入和读取的。

size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

先来看看fwrite在库中的声明。
fwrite函数是向stream这个流中一次写count个大小为size的ptr指向的内容。
看不懂没关系，举个例子：

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

int main()
{
	S s = { "zhangsan",20,95.5f };
	FILE* pf = fopen("text.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 0;
	}
	fwrite(&s, sizeof(S), 1, pf);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

此时我们创建了一个结构体，该结构体有三个成员，我们以二进制写入的形式打开文件进行写入，此时向pf指向的文件中写入s这块空间，一次写入1个sizeof(S)大小的内容。

运行成功后，打开text.txt文件：

你会发现出了拼音zhangsan，其他的都看不懂，没关系，因为这是二进制形式。
看不懂并不代表代码是错误的。

既然我们看不懂，我们就让编译器来看，下面我们以二进制读取的方式，向文件中读取数据出来。

size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

既然是读取，那么就是跟写入相反而已。
从stream流指向的文件中读取ptr这块空间的内容，一次读取count个大小为size个字节的内容。

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

int main()
{
	S s = { 0 };
	FILE* pf = fopen("text.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 0;
	}
	fread(&s, sizeof(S), 1, pf);
	printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score);

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

此时我们向pf流指向的文件中读取s这块空间的内容，一次读取1个大小为sizeof（S）个字节的内容。读取成功后，我们就打印出来看看。

打印结果确实符合预期。

总结：fwrite 和fread函数是向文件中以二进制的形式写入和读取文件的。