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🌱系列专栏：C语言学习笔记

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前言

C语言中的文件打开和关闭

文件指针

文件的打开和关闭

fclose

文件的顺序读写

fseek

ftell

rewind

文本文件和二进制文件

文件读取结束的判定

被错误使用的feof

文件缓冲

总结

前言

我们或许都有这样的苦恼，在我们使用C语言进行编程的时候，当我们程序写好跑起来之后，我们输入的数据总是在关闭之后就丢失，有些东西比如我们的通讯录实现，想要将这些数据保存，下次打开还在，我们应该怎么做？这里就让我带领大家进入文件这个奇妙的空间。

文件是什么？

磁盘上的文件是文件。
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）

程序文件

我们在编译器里面创建的文件，比如后缀为.c的源程序文件，在我们windows环境当中后缀为.obj的目标文件，还有我们后缀为.exe的可执行程序，这些文件一般是在我们程序设计时候所产生。

数据文件

对于文件来说，里面的东西不是必须要为程序的，我们在程序的设计过程中，会读写数据，这些数据的来源，就是这些数据文件。

文件名
文件和我们一样，都有一个独一味二的名字，它们的名字构成不和我们一样，姓+名，它是由我们的文件路径+文件名主干+文件后缀，那我们知道文件后缀是什么，也知道当时文件命名时候命名的主干是什么，那这个文件路径是什么呢？文件路径，顾名思义，是文件走过的路径，这样想就大漏特漏，文件路径指的是，我们去找这个文件所途经的文件，比如我现在要在我的电脑中，找到我昨天写的代码，我知道我的代码放在d盘一个集中的文件当中，那我就可以去找一下d:\code\test-c

C语言中的文件打开和关闭

文件指针

在我们探讨在C语言中怎么打开和关闭文件之前，我们要了解一个概念，叫文件指针，

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。该结构体类型是有系统
声明的，取名FILE

struct _iobuf {
        char *_ptr;
        int   _cnt;
        char *_base;
        int   _flag;
        int   _file;
        int   _charbuf;
        int   _bufsiz;
        char *_tmpfname;
       };
typedef struct _iobuf FILE;

不同编译器下的结构体内部可能存在差异，但是是不影响我们使用的，每要打开一个文件，FILE内部会自己判断应该是什么类型，不需要使用者去担心这些细节，我们在使用FILE的时候，通常情况下是用一个指针去维护的，我们这里可以试着去创建一个FILE*的变量。

FILE* pf; //文件指针类型

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找到与它关联的文件。

比如：

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

ANSIC 规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件

fopen

fopen，是我们用来打开文件的函数，它的第一个参数就是我们的文件名，第二个参数是打开方式，打开方式有很多。如下：

文件使用方式	含义	如果文件不存在
“r”（只读）	为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件	报错
“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	出错
“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

我们知道这些打开方式之后，就可以试着打开文件了，这里我们试一下用只读的方式打开文件。

#include<stdio.h>

int main()
{
    FILE* pf;
    pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror(pf);
        return 1;
    }
    //操作文件

    //
    return 0;
}

fclose

我们的文件和动态内存一样，我们打开用完之后，是需要关闭的，那用于关闭文件的函数就是我们的fclose，它的使用和我们动态内存的free基本一样，那我们优化一下上面的代码。

#include<stdio.h>

int main()
{
    //打开文件
    FILE* pf;
    pf = fopen("test.txt", "r");
    //判断文件打开是否成功
    if (pf == NULL)
    {
        perror(pf);
        return 1;
    }
    //操作文件

    //
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

文件的顺序读写

我们文件打开之后，要对文件进行操作，这里就要用到我们的文件读写了，在C语言中提供了很多用于读写的函数，这里给大家列出一个表格。

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
文本行输入函数	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

对于上述的这些函数而言，所有输入/输出流这些函数都是文本信息，我们写入到文本当中是可以看懂的，最后两个二进制输入函数，它输入到文本当中的是ASCII码，我们不能直观的知道我们存放在内存中的数据是什么。

文件的随机读写
我们学习了文件的顺序读写，那如果我们读写了文件内的第一个字符，我们还想读取第一个怎么办？如果是顺序读写时做不到的，那这里就有了我们的随机读写。

fseek

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

根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针，它第一个参数放的是我们的文件指针，第二个是要便宜多少，第三个就是我们从哪里开始算偏移位置，第三个参数在我们C语言中是由提供的。

ftell

long int ftell ( FILE * stream );

ftell，它可以计算我们文件指针相比较起始位置的偏移量，然后返回这个值。

rewind

void rewind ( FILE * stream )；

fewind，它可以将我们的文件指针直接回到文件的初始位置。

文本文件和二进制文件

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，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。
一个数据在内存中是怎么存储的呢？
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10000，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（VS2013测试）

文件读取结束的判定

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

文件缓冲

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。