1、C语言中文件是什么?
我们对文件的概念已经非常熟悉了,比如常见的 Word 文档、txt 文件、源文件等。文件是数据源的一种,最主要的作用是保存数据。
在操作系统中,为了统一对各种硬件的操作,简化接口,不同的硬件设备也都被看成一个文件。对这些文件的操作,等同于对磁盘上普通文件的操作。例如:
通常把显示器称为标准输出文件,printf 就是向这个文件输出数据;
通常把键盘称为标准输入文件,scanf 就是从这个文件读取数据。
我们不去探讨硬件设备是如何被映射成文件的,大家只需要记住,在 C 语言中硬件设备可以看成文件,有些输入输出函数不需要你指明到底读写哪个文件,系统已经为它们设置了默认的文件,当然你也可以更改,例如让 printf 向磁盘上的文件输出数据。
操作文件的正确流程为:打开文件 --> 读写文件 --> 关闭文件。文件在进行读写操作之前要先打开,使用完毕要关闭。
所谓打开文件,就是获取文件的有关信息,例如文件名、文件状态、当前读写位置等,这些信息会被保存到一个 FILE类型的结构体变量中。关闭文件就是断开与文件之间的联系,释放结构体变量,同时禁止再对该文件进行操作。
文件流
所有的文件(保存在磁盘)都要载入内存才能处理,所有的数据必须写入文件(磁盘)才不会丢失。数据在文件和内存之间传递的过程叫做文件流,类似水从一个地方流动到另一个地方。数据从文件复制到内存的过程叫做输入流,从内存保存到文件的过程叫做输出流。
文件是数据源的一种,除了文件,还有数据库、网络、键盘等;数据传递到内存也就是保存到 C 语言的变量(例如整数、字符串、数组、缓冲区等)。我们把数据在数据源和程序(内存)之间传递的过程叫做数据流(DataStream)。相应的,数据从数据源到程序(内存)的过程叫做输入流(Input Stream),从程序(内存)到数据源的过程叫做输出流(Output Stream)。
输入输出(Input output,IO)是指程序(内存)与外部设备(键盘、显示器、磁盘、其他计算机等)进行交互的操作。几乎所有的程序都有输入与输出操作,如从键盘上读取数据,从本地或网络上的文件读取数据或写入数据等。通过输入和输出操作可以从外界接收信息,或者是把信息传递给外界。
我们可以说,打开文件就是打开了一个流。
2、文件文本和二进制文件的区别
在学习了 fopen() 函数后,我们知道它的第二个参数是一个字符串,用来表示文件打开方式。如果字符串中出现 b,则表示以二进制方式打开文件;如果字符串中出现 t,或者两者都不出现,则表示以文本方式打开文件。
文本文件和二进制文件的区别
根据我们以往的经验,文本文件通常用来保存肉眼可见的字符,比如.txt 文件、.c 文件、.dat 文件等,用文本编辑器打开这些文件,我们能够顺利看懂文件的内容。
二进制文件通常用来保存视频、图片、程序等不可阅读的内容,用文本编辑器打开这些文件,会看到一堆乱码,根本看不懂。
但是从物理上讲,二进制文件和字符文件并没有什么区别,它们都是以二进制的形式保存在磁盘上的数据。
我们之所以能看懂文本文件的内容,是因为文本文件中采用的是 ASCII、UTF-8、GBK 等字符编码,文本编辑器可以识别出这些编码格式,并将编码值转换成字符展示出来。
而二进制文件使用的是 mp4、gif、exe 等特殊编码格式,文本编辑器并不认识这些编码格式,只能按照字符编码格式胡乱解析,所以就成了一堆乱七八糟的字符,有的甚至都没见过。
如果我们新建一个 mp4 文件,给它写入一串字符,然后再用文本编辑器打开,你一样可以读得懂,有兴趣的读者可以自己试
总起来说,不同类型的文件有不同的编码格式,必须使用对应的程序(软件)才能正确解析,否则就是一堆乱码,或者无法使用。
fopen() 中的文本方式和二进制方式
在 C 语言中,二进制方式很简单,读取文件时,会原封不动的读出文件的全部內容,写入数据时,也是把缓冲区中的內容原封不动的写到文件中。
文本方式和二进制方式并没有本质上的区别,只是对于换行符的处理不同。
C 语言程序将\n 作为换行符,类 UNIX/Linux 系统在处理文本文件时也将\n 作为换行符,所以程序中的数据会原封不动地写入文本文件中,反之亦然。
但是 Windows 系统却不同,它将\r\n 作为文本文件的换行符。
在 Windows 系统中,如果以文本方式打开文件,当读取文件时,程序会将文件中所有的\r\n 转换成一个字符\n。也就是说,如果文本文件中有连续的两个字符是\r\n,则程序会丢弃前面的\r,只读入\n。
当写入文件时,程序会将\n 转换成\r\n 写入。也就是说,如果要写入的内容中有字符\n,则在写入该字符前,程序会自动先写入一个\r。
因此,如果用文本方式打开二进制文件进行读写,读写的内容就可能和文件的内容有出入。
总起来说,对于 Windows 平台,为了保险起见,我们最好用"t"来打开文本文件,用"b"来打开二进制文件。对于 Linux 平台,使用"r"还是"b"都无所谓,既然默认是"r",那我们什么都不写就行了。