1. 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。

2. 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（从⽂件功能的⻆度来分类
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）,可执⾏程序（windows
环境后缀为.exe）。

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。

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：D:\c语言\c-language-code-library\9_1\123.txt

⽂件标识常被称为文件名。

3. ⼆进制文件和文本文件？

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10001，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（VS2022测试）。

测试代码：

int main()
{
	int a = 10000;
	FILE* pf = fopen("123.txt", "wb");
	fwrite(&a, 4, 1, pf);  //以二进制的形式写到文件中
	pf = NULL;
	return 0;

}

4. 文件的打开和关闭

4.1 流和标准流

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

4.1.2 标准流

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。
tdin、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。

4.2 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，VS2022 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 _bufsiz;
 char *_tmpfname;
}
typedef struct _iobuf FILE;

创建⼀个FILE*的指针变量:

FILE *pf;

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。
比如·：

4.3 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。

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

eg:

int main()
{

	FILE* pFile;
	//打开文件
	pFile = fopen("123.txt", "w");
	//文件操作
	if (pFile != NULL)
	{
		fputs("fopen example",pFile);
		//关闭文件
		fclose(pFile);
}
	return 0;
}

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5. ⽂件的顺序读写

5.1 顺序读写函数介绍

函数名 -------------功能 -------适⽤于

fgetc -------------------------字符输⼊函数-------------- 所有输⼊流

fputc --------------------------字符输出函数 ------------- 所有输出流

fgets --------------------------⽂本⾏输⼊函数-------------- 所有输⼊流

fputs -------------------------- ⽂本⾏输出函数 ------------- 所有输出流

fscanf -------------------------- 格式化输⼊函数------------- 所有输⼊流

fprintf -------------------------- 格式化输出函数------------- 所有输出流

fread----- -------------------------- ⼆进制输⼊------------- ⽂件输⼊流

fwrite – --------------------------⼆进制输出 -------------⽂件输出流

5.2 对比⼀组函数：

scanf/fscanf/sscanf



sscanf eg:

printf/fprintf/sprintf

sprintf eg:

6. 文件的随机读写

6.1 fseek

根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针（⽂件内容的光标）。

int seek (FILE *stream,long int offset,int origin);

eg:

int main()
{
	FILE* pFile;
	pFile = fopen("a.txt", "wb");
	fputs("it is 1", pFile);
	fseek(pFile, 3, SEEK_SET);
	fputs(" acb",pFile);
	fclose(pFile);
	return 0;
}

6.2 ftell

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell (File *stream);

eg:

int main()
{
	FILE* pFile;
	long size;
	pFile = fopen("b.txt", "rb");//先要在源文件创建一个名为"b.txt"的文件夹，不然会报错
	if (pFile == NULL)
	{
		perror("Error opening file");
	}
	else
	{
		fseek(pFile, 0, SEEK_END);//non-portable
		size = ftell(pFile);
		fclose(pFile);
		printf("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n",size);
	}
	
	return 0;
}

6.3 rewind

让文件指针的位置回到⽂件的起始位置。

void rewind (FILE* stream);

eg:

7. 文件读取结束的判定

7.1 被错误使用的 feof

牢记：在⽂件读取过程中，不能⽤feof函数的返回值直接来判断⽂件的是否结束。
feof 的作用是：当⽂件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是：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：

int main()
{
	int c;//注意：int ,非char,要求处理EOF
	FILE* fp = fopen("123.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 successful");
	fclose(fp);
	return 0;
}

二进制文件例子：

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);
	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);
}

8. 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。

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;
}

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。

总结

以上就是关于文件操作全部的内容，想要理解透的兄弟们，可以多次阅读文章，喜欢博主写的文章可以一键三连鼓励博主。