C文件操作详解

为什么要使用文件

日常代码运行产生的数据会保存在内存中，当程序退出时，占用的内存要还给操作系统，此时的数据要想保存下来，可以使用数据库，也可以使用文件，文件保存的功能不如数据库那么强大，但学习使用起来较为简单，因此对于入门小白来说，掌握用文件保存数据是很有必要的。

文件的打开和关闭

文件根据使用的情况不同，分为程序文件和数据文件，c/c++编译器就是把我们编写好的程序通过预编译，编译，汇编，链接等过程生成最终的可执行文件，在windows中后缀名为.exe

可执行文件读入内存后便可运行，这也是c/c++运行速率高的原因。数据文件多用来保存我们日常产生的一些数据

在使用文件之前，要先了解文件指针的概念

文件本质上是一个结构体，通过文件指针来使用文件，不过，我们暂时不必关心文件底层是如何实现的，只需要了解文件指针及如何配合文件相关函数实现对文件的操作即可

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

typedef struct _iobuf FILE;
FILE* pf;//文件指针变量

文件的打开与关闭

文件的打开要使用函数fopen()，文件的关闭要使用函数fclose()

打开文件要先定义一个文件指针来维护这个文件，第一个参数是要打开的文件地址，第二个参数是打开该文件的目的，是读还是写，写就是"w"，读就是"r"。如果是以写的状态打开，且第一个参数输入的文件不存在，那么该函数会在当前程序目录下创建该文件，如果是以读的状态打开，且要打开的文件不存在，则返回空指针。

若想打开的文件在程序当前目录下，可直接传文件名，若不在当前程序目录下，需要给出该文件的详细路径及文件名

int main()
{
	FILE* p = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == p)
	{
		printf("fail\n");
		return 1;
	}
	fclose(p);
	return 0;
}

文件的关闭也是很有必要的，因为文件关闭函数能将缓冲区的数据推写到文件中，如果不关闭文件，数据仍在缓冲区得不到推送，可能造成数据损失。

文件的使用

明白了文件如何打开和关闭，那么接下来就可以用文件指针配和相关函数实现对文件的应用

下面列举一些常用的函数。

 上面提到了流的概念，我们简单介绍一下流

 我们使用的硬盘，U盘，屏幕等等都属于外部设备，假如而我们想要把内存中的数据打印到屏幕上，那么就要找到屏幕接口把内存中的数据写到屏幕上，如果想要把内存中的数据存放到硬盘中，那就要找到硬盘接口把内存中的数据写到硬盘上。而那么多的外部设备，可想而知，我们很难记住各个接口的接入，写入和读取操作，为了减少学习成本，就提出了流的概念，我们不需要再管怎么找外部设备接口，怎么写入和读取，我们只需要指明要往哪个外部设备去，是要读还是要写数据，要处理的数据就会通过流，流向要去的外部设备，完成接入，读写等操作，大大降低了学习成本和出错的概率。

任何一个C程序，在运行起来后默认打开三个流

FILE* stdin - 标准输入流（键盘）

FILE* stdout - 标准输出流（屏幕）

FILE* stderr - 标准错误流（屏幕）

文件指针 pf就相当于一个文件流

像 scanf 函数就是默认到标准输入流，从键盘上把数据输入到内存

     printf 函数就是默认到标准输出流，把内存中的数据输出到屏幕

当然可以手动更改到想输入输出到哪的流。‘

由上面表格可知，fprintf函数对所有流都可以使用，那我们手动操作一下

int main()
{
	fprintf(stdout, "hello world");
	return 0;
}

//如上面的程序，我们指定stdout流（屏幕），并输出hello world
//意思就是在屏幕上打印hello world



int main()
{
	FILE* p = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == p)
	{
		printf("fail\n");
		return 1;
	}
	fprintf(p, "hello world");
	fclose(p);
	return 0;
}

//该程序把流改成我们打开的文件指针p,也就是在文件指针p指向的文件中写入hello world
//文件指针p指向的文件存储在硬盘之中，所以p指向的流就是外部设备中该文件的流。

 以上是两个程序的运行结果，但要注意，第二个结果要去当前程序目录下的 test.txt 文件中查看。

文件的随机读取

我们上面在test.txt文件中写入了 hello world ，现在我想用输入函数把这个文件中的字符读取到内存中，文件指针在起始位置，指向 'h' ，我们每读取一个字符，文件指针就向后偏移一位。现在我不想读取前面的 hello 我要读取world，从 'w' 开始，怎么办呢？解决办法就是将文件指针由起始位置偏移到 'w' ，要实现文件内部指针偏移，fseek()函数可以帮助我们

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

第一个参数是我们要偏移的文件的指针，第二个参数是要偏移多少位，第三个参数指明从起始位置开始偏移，还是从中间或者末尾位置开始偏移，如果从末尾开始，那么偏移位数要用负数。

如果我们在对文件进行操作时，想知道文件内部指针指向了哪个位置，该如何查看呢

long int ftell ( FILE * stream )
该函数返回文件指针相对于起始位置的偏移量，能帮助我们定位文件指针的位置

对文件操作完，想让文件指针重新回到起始位置该如何实现呢

void rewind ( FILE * stream )
让文件指针的位置回到文件的起始位置

文件读取结束的判定

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

• 文本文件的读取是否结束，判断其返回值是否为EOF， 或者是NULL

fgetc判断是否为EOF                           按字符的形式读

fgets判断返回值是否为NULL               按字符串的形式读

• 二进制文件读取结束判断，判断返回值是否小于要读取的个数

用fread判断返回值是否小于要读取的个数

写一个通讯录小程序，实现数据的保存功能，就能很好掌握以上内容

文件缓冲区

为什么要设立文件缓冲区，假设我们要把内存中的数据保存到 test.txt 文件中，每保存一个字符就要调用一次该文件的接口，而调用文件的接口是由操作系统来负责的，操作系统如果频繁帮我们调接口，那它就干不了其他的事，时间都浪费在调接口上了，这样是不可取的，因此有了文件缓冲区的概念。你要写入到 test.txt 中的数据，先放到文件缓冲区里，等到文件缓冲区放满了，一次性推送和写入，这样就极大提高了操作系统的运行效率。

 大家这里不要把文件缓冲区和流的概念搞混了

文件缓冲区负责暂存要操作的数据，相当于一个仓库，是静态的

而流负责将这些数据运送到不同的外部设备中，相当于送货小哥，是动态的