文件操作（详细讲解）（1/2）

news2025/3/6 10:18:16

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1. 为什么使用文件？

2. 什么是文件？

3. 二进制文件和文本文件

4. 文件的打开和关闭

5. 文件的顺序读写

6. 文件的随机读写

7. 文件读取结束的判定

8. 文件缓冲区

正文如下

1. 为什么使用文件？

如果没有文件，我们写的程序的数据是储存在电脑内存中的，如果程序退出，内存回收，数据就会丢失，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，我们就可以使用文件。

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（从文件功能的角度来分类的）。

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。

我们现在讨论数据文件。

在以前所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。

其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上的文件。

2.3 文件名

一个文件要有一个唯一的文件标识，以便用户的识别和引用。

文件名通常包括3个部分：文件路径+文件名主干+文件后缀

例如：c:\code\test.txt

为方便起见，文件表示常被称为文件名

3. 二进制文件和文本文件

根据文件的组织形式，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储存，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码的形式储存，则需要在储存前转换。以ASCII字符的形式储存的文件就是文本文件。

一个数据在文件中是怎么储存的呢？

字符都以ASCII形式储存，数值型数据既可以用ASCII形式储存，也可以使用二进制储存。

如果有整数10000，如果ASCII码的形式输出到键盘，则磁盘中占用5个字节（每一个字符一个字节），而二进制形式输出，则在磁盘中只占用4个字节。

测试代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10000;
	FILE* pf = fopen("test.txt,wb");
	fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制形式写到文件中
	fclose(pf);
	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操作，我们抽象出了流的概念，我们可以吧流想像成流淌着字符的河流。

C程序针对文件，画面，键盘登的数据输入输出操作都是通过流操作的。

一般情况下，我们想向流里写数据，或者从中读取数据，都要打开流，然后操作。

4.1.2 标准流

那为什么我们从键盘中输入数据，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：

1. 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。

2. 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。

3. stderr - 标准错误流，大多数环境中输出到显示器界面。

这是默认打开的3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。

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，文件状态以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 头文件中有一下文件类型声明：

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，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的结构变量，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，这样使用起来更方便。

下面我们可以创建一个FILE*的指针变量。

1. 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直接找到于它相关联的文件。

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，在打开文件的时候，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。

ANSIC规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件。

1  .//打开文件
2  FILE * fopen ( const  char  *  filename,const  char  *  mode  );
3
4  //关闭文件
5  int fclose ( FILE * stream );

mode表示文件打开的模式，下面都是文件打开的模式：

实例代码：

/* 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;
}