1. 什么是文件

文件通常是在磁盘或固态上的一段已经命名的存储区。C把文件看作是一系列连续的字节，每个字节都被单独读取。

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）

1.1 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）

1.2 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

1.3 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

2. 文件的打开和关闭

2.1 文件指针

缓存文件系统中，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。该结构体类型是由系统声明的，取名FILE

下面我们可以创建一个FILE*的指针变量：

FILE* pf;//文件指针变量

通过文件指针变量能够找到与它关联的文件

2.2 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

2.2.1 fopen()函数

该函数声明在stdio.h中，它的第1个参数是待打开文件的名称，更确切地说是一个包含该文件名的字符串地址；第2个参数是一个字符串，指定打开文件的模式

模式字符串	含义
“r”	以读模式打开文件文件
“w”	以写模式打开文件，把现有文件的长度截为0，如果文件不存在，则创建一个新文件
“a”	以写模式打开文件，在现有文件末尾添加内容，如果文件不存在，则创建一个新文件
”r+“	以更新模式打开文件（即可以读写文件）
“w+”	以更新模式打开文件（即读和写)，如果文件不存在，则将其长度截为0,；如果文件不存在，则创建一个新文件
“a+"	以更新模式打开文件（即读和写），在现有文件的末尾添加内容，如果文件不存在，则创建一个新文件；可以读整个文件，但是只能从末尾添加内容
”rb”	以读模式打开二进制文件
“wb”	以写模式打开二进制文件，把现有文件的长度截为0，如果文件不存在，则创建一个新文件
”ab“	以写模式打开二进制文件，在现有二进制文件末尾添加内容，如果二进制文件不存在，则创建一个新二进制文件
“rb+“	以更新模式打开二进制文件（即可以读写二进制文件）
”wb+“	以更新模式打开二进制文件（即读和写)，如果二进制文件不存在，则将其长度截为0,；如果二进制文件不存在，则创建一个新二进制文件
”ab+“	以更新模式打开二进制文件（即读和写），在现有二进制文件的末尾添加内容，如果二进制文件不存在，则创建一个新二进制文件；可以读整个二进制文件，但是只能从末尾添加内容

2.2.1 fclose()函数

fclose(fp)函数关闭fp指定的文件，必要时刷新缓冲区，对于较正式的程序，应该检查是否成功关闭文件。如果成功关闭，fclose()函数返回0，否则返回EOF

3. 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
文件行输入函数	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

4. 文件的随机读写

4.1 fseek

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);

4.2 ftell

返回文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell (FILE * stream);

4.3rewind

让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind (FILE *stream);

5. 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，就是二进制文件

如果要求在外存上以ASCLL码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCLL字符的形式存储的文件就是文本文件

字符一律以ASCLL形式存储，数值型数据既可以用ASCLL形式存储，也可以使用二进制形式存储

6. 文件读取结束的判定

6.1 被错误使用的feof

牢记：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数

文本文件的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
    int c; // 注意：int，非char，要求处理EOF
    FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
    if(!fp) {
        perror("File opening failed");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    //fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOF
    while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环
    {
    	putchar(c);
    }
    //判断是什么原因结束的
    if (ferror(fp))
    	puts("I/O error when reading");
    else if (feof(fp))
    	puts("End of file reached successfully");
    fclose(fp);
}

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);
}

7. 文件缓存区

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>
//VS2013 WIN10环境测试
int main()
{
    FILE*pf = fopen("test.txt", "w");
    fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区
    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。