在本文的开篇，我们要探讨为什么要使用文件？我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中的，没有文件，如果程序退出，内存收回，数据就会丢失，等再次运行程序的时候，上次程序中的数据就找不到了。如果想要将数据进行持久化的保存，我们就需要使用文件。

        那到底什么是文件呢?

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）。

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的文件，或是输出内容的文件。（ 这是本章的重点 ）

        在前面各章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。但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⽂件。

文件名

        一个文件要有一个唯一的文件标识，以便用户能识别和引用。文件名包含三部分：文件路径+文件名主干+文件后缀。例如：c:\code\test.txt。为了方便，我们将文件标识称为文件名。

二进制文件和文本文件

        根据数据的不同组织形式，数据文件被分为文本文件和二进制文件。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。

        一个数据在文件中的存储方式也分为两种：ASCII码形式存储和二进制形式存储。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。

        举个栗子：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（VS2019测试）。

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10000;FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");fwrite(&a, 4, 1, pf);//⼆进制的形式写到⽂件中fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

⽂件的打开和关闭

流和标准流

         这是默认打开了的三个流，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。

 文件指针

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，但也是⼤同⼩异。

        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结构的变量，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，这样使⽤起来更加⽅便。

        下面我们创建一个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。

文件的打开和关闭

        在生活中，我们喝可乐的时候，首先我们要打开瓶盖，在喝可乐，喝完之后要再拧上瓶盖。对文件的操作也是类似的，文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束后应该关闭文件。在编写程序的时候，再打开文件的同时，都回返回一个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中规定了使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件.

//打开⽂件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭⽂件
int fclose ( FILE * stream );
//mode表⽰⽂件的打开模式
//filename表示文件名
//stream表示流，即接收文件信息区地址的指针变量。

下⾯都是⽂件的打开模式：

                这里我们要先明确:读文件对应的是输入操作,写文件对应的是输出操作.

我们来举个栗子：

#include<stdio.h>int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("C:\\编程\\2024\\continue\\test_3_24\\test_3_24", 'w');if (pf == NULL){perror(fopen);return 1;}fputs("hello world", pf);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

⽂件的顺序读写

顺序读写函数介绍

        上⾯说的适⽤于所有输⼊流⼀般指适⽤于标准输⼊流和其他输⼊流（如⽂件输⼊流）；所有输出流⼀般指适⽤于标准输出流和其他输出流（如⽂件输出流）。

        下面我们来对比两组函数:

首先是 scanf/fscanf/sscanf :

        从上图可以看出scanf是从标准输入流中读取格式化的数据, 参数是格式化的字符串; fscanf 是从所有输入流中读取格式化数据, 参数比scanf多了一个FILE*类型的指针变量, 说明fscanf也是可以接受文件输入流的数据; sscanf 是把字符串中的数据转化成格式化数据, 参数比scanf多了一个const char *类型的字符指针.

然后是printf/fprintf/sprintf :

         printf与scanf函数是一组相对立的函数,大家可以对比scanf的解释来了解printf类函数.

文件的随机读写

fseek函数

举个栗子:

/* fseek example */
#include <stdio.h>
int main ()
{FILE * pFile;pFile = fopen ( "example.txt" , "wb" );fputs ( "This is an apple." , pFile );fseek ( pFile , 9 , SEEK_SET );fputs ( " sam" , pFile );fclose ( pFile );return 0;
}

 结果:

ftell

 返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

举个栗子:

/* ftell example : getting size of a file */
#include <stdio.h>
int main()
{FILE* pFile;long size;pFile = fopen("myfile.txt", "rb");if (pFile == NULL)perror("Error opening file");else{fseek(pFile, 0, SEEK_END); // non-portablesize = ftell(pFile);fclose(pFile);pFile = NULL;printf("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n", size);}return 0;
}

结果:

 rewind函数

 让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置.

举个栗子:

/* rewind example */
#include <stdio.h>
int main()
{int n;FILE* pFile;char buffer[27];//文件打开pFile = fopen("myfile.txt", "w+");if (pFile == NULL){perror("fopen");return 1;}//文件操作for (n = 'A'; n <= 'Z'; n++)fputc(n, pFile);rewind(pFile);fread(buffer, 1, 26, pFile);//文件关闭fclose(pFile);pFile = NULL;buffer[26] = '\0';printf(buffer);return 0;
}

结果:

文件读取结束的判定

feof函数 

        首先我们要明确feof函数的作用: 当⽂件读取结束的时候，判断读取结束的原因是否是：遇到⽂件尾结束。并不能⽤feof函数的返回值直接来判断⽂件的是否结束。

可以用来判断文件是否结束的有以下两种: 

1、⽂本⽂件读取是否结束，要判断返回值是否为 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）。

• 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。

• fread判断返回值是否⼩于实际要读的个数。

文本文件的栗子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{int c; // 注意：要求处理EOF,所以用int，而⾮char。FILE* fp = fopen("test.txt", "r");if (!fp) {perror("File opening failed");return 1;}//fgetc 当读取失败的时候或者遇到⽂件结束的时候，都会返回EOFwhile ((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 successfully");fclose(fp);fp = NULL;
}

二进制文件的例子:

#include <stdio.h>
enum 
{ SIZE = 5 
};
int main()
{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); // 写 double 的数组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 handlingif (feof(fp))printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");else if (ferror(fp)) {perror("Error reading test.bin");}}fclose(fp);
}

文件缓冲区

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2019 WIN11环境测试
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;
}