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1. 为什么使用文件
1.通讯录 - 静态版本
2.通讯录 - 动态增长版本
此时通讯录中的信息是存放在内存中的，程序退出后，再次运行，又需要重新输入数据
3.数据写到文件中，可以数据持久化（文件是存储到硬盘上的）
一般数据持久化的方法有：把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。
使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。
2. 什么是文件
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）。
2.1 程序文件
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数据的文件，或者输出内容的文件。
在以前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。
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，以便用户识别和引用。
文件名包含3部分：文件路径\文件名主干.文件后缀
例如： c:\code\test.txt
为了方便起见，文件标识常被称为文件名。
3. 文件的打开和关闭
3.1 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.
例如，VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型申明：
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，但是大同小异。
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。
下面我们可以创建一个FILE*的指针变量:
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找到与它关联的文件。
3.2 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。
//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//mode是打开方式
//返回类型的FILE*
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );
按顺序
文件使用方式
"r"(只读)
"w" (只写)
"a" (追加)
"rb" (只读)
"wb" (只写)
"ab" (追加)
"r+"(读写)
"w+" (读写)
"a+" (读写)
"rb+" (读写)
"wb+"(读写)
"ab+"(读写)
含义
为了输入数据,打开一个已经存在的文本文件
为了输出数据,打开一个文本文件
向文本文件尾添加数据
为了输入数据,打开一个二进制文件
为了输出数据,打开一个二进制文件
向一个二进制文件尾添加数据
为了读和写,打开一个文本文件
为了读和写,建议一个新的文件
打开一个文件,在文件尾进行读写
为了读和写打开一个二进制文件
为了读和写,新建一个新的二进制文件
打开一个二进制文件,在文件尾进行读和写
如果指定文件不存在
出错
建立一个新的文件
建立一个新的文件
出错
建立一个新的文件
出错
出错
建立一个新的文件
建立一个新的文件
出错
建立一个新的文件
建立一个新的文件
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4. 文件的顺序读写
文件流：
只要有一个c程序运行起来，这三个流是默认打开的
标准输入流 stdin 键盘
标准输出流 stdout 屏幕
标准错误流 stderr 屏幕
这三个的类型都是FILE*，都是指针
4.1写文件
4.1.1fputc
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件 - 输出操作 - fputc
//fputc('a', pf);
//fputc('c', pf);
char ch = 'a';
for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
{
fputc(ch, pf);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fputc也可以在标准输出流（屏幕）中读取
int main()
{
int ch = fgetc(stdin);
fputc(ch, stdout);
return 0;
}
4.1.2fputs
//销毁原先内容重新创建
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件 —— 写一行
fputs("gsdagrfuay", pf);
fputs("xxxxxxxxxx", pf);
//gsdagrfuayxxxxxxxxxx
fputs("gsdagrfuay\n", pf);
fputs("xxxxxxxxxx\n", pf);
//gsdagrfuay
//xxxxxxxxxx
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}4.1.3fprintf 针对所有输出流的格式化函数
printf 格式化的输出函数
struct S
{
char name[20];
int age;
double d;
};
int main()
{
struct S s = { "小黑",60,77.7 };
//打开文件
FILE* pf = fopen("test2.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
fprintf(pf, "%s %d %lf", s.name, s.age, s.d);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.1.4fwrite
struct S
{
char name[20];
int age;
double d;
};
int main()
{
struct S s = { "阿力",40,87.8 };
//写文件 —— 以二进制的方式写
FILE* pf = fopen("test3.txt", "wb");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//二进制的方式写文件
fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.2读文件
4.2.1fgetc
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件 - 输入操作 - fgetc
int ch = 0;
while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
{
printf("%c ", ch);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fgetc不仅仅可以在文件中读取，它也可以从标准输入流中读取（键盘）
int main()
{
int ch = fgetc(stdin);
printf("%c\n", ch);
return 0;
}
4.2.2fgets
//销毁原先内容重新创建
int main()
{
char arr[200] = { 0 };
//打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
//fgets(arr, 200, pf);//最多读n-1个字符，留一个给\0
//printf("%s", arr);
//fgets(arr, 200, pf);
//printf("%s", arr);
gsdagrfuay
// //xxxxxxxxxx
while (fgets(arr, 200, pf) != NULL)
{
printf("%s", arr);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}4.2.3fscanf针对所有输入流的格式化的输入函数
scanf 格式化的输入函数
struct S
{
char name[20];
int age;
double d;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
//打开文件
FILE* pf = fopen("test2.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
fscanf(pf, "%s %d %lf", s.name, &(s.age), &(s.d));
//printf("%s %d %lf\n", s.name, s.age, s.d);
fprintf(stdout,"%s %d %lf\n", s.name, s.age, s.d);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.2.4fread
struct S
{
char name[20];
int age;
double d;
};
int main()
{
struct S s = { "阿力",40,87.8 };
//写文件 —— 以二进制的方式读
FILE* pf = fopen("test3.txt", "rb");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//二进制的方式读文件
fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
printf("%s %d %lf\n", s.name, s.age, s.d);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.3sprintf/sscanf
struct S
{
char name[20];
int age;
double d;
};
int main()
{
char buf[265] = { 0 };
struct S s = { "大白",50,66.6 };
struct S tmp = { 0 };
sprintf(buf, "%s %d %lf", s.name, s.age, s.d);//把一个格式化的数据转换成字符串
printf("%s\n", buf);//字符串
//从buf字符串中提取结构体数据
sscanf(buf, "%s %d %lf", tmp.name, &(tmp.age), $(tmp.d));//把一个字符串转换成格式化的数据
printf("%s %d %lf", tmp.name, tmp.age, tmp.d);//格式化
return 0;
}5. 文件的随机读写
5.1 fseek
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
origin位置:
SEEK_CUR -- 文件指针当前的位置
SEEK_END -- 文件末尾的位置
SEEK_SET-- 文件开始的位置
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("test4.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//随机读
//int ch = fgetc(pf);
//printf("%c\n", ch);//a
//int ch = fgetc(pf);
//printf("%c\n", ch);//b
fseek(pf, 4, SEEK_SET);
int ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//e
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("test4.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//随机写
fputc('a', pf);
fputc('b', pf);
fputc('c', pf);
fputc('d', pf);
fseek(pf, -3, SEEK_CUR);
fputc('w', pf);//awcd
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}5.2 ftell
返回文件指针相对于起始位置的偏移量
long int ftell ( FILE * stream );
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("test4.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//随机写
fputc('a', pf);
fputc('b', pf);
fputc('c', pf);
fputc('d', pf);
fseek(pf, -3, SEEK_CUR);
fputc('w', pf);//awcd
long pos = ftell(pf);
printf("%ld\n", pos);//2
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}5.3 rewind
让文件指针的位置回到文件的起始位置
void rewind ( FILE * stream );
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("test4.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//随机写
fputc('a', pf);
fputc('b', pf);
fputc('c', pf);
fputc('d', pf);
fseek(pf, -3, SEEK_CUR);
fputc('w', pf);//awcd
rewind(pf);
long pos = ftell(pf);
printf("%ld\n", pos);//0
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}6. 文本文件和二进制文件
文本文件，可以看懂的文件，在记事本中打开也可以看懂
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（看不懂）记事本中打开也是乱码。
数据在内存中的存储方式：
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。
1 0 0 0 0 5
10 27 00 00 4
int main()
{
int a = 10000;
FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}源代码->添加->现有项->test.txt->打开方式->二进制编辑器
二进制序列不加任何转换直接将数据放在文件中去
7. 文件读取结束的判定
7.1 被错误使用的feof
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 ）
- 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。
正确的使用：
1.文本文件的例子
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
int c; // 注意：int，非char，要求处理EOF
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if(!fp) {
perror("File opening failed");
return EXIT_FAILURE;
}
//fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOF
while ((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);
}2.二进制文件的例子
#include <stdio.h>
enum { SIZE = 5 };
int main(void)
{
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 handling
if (feof(fp))
printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
else if (ferror(fp)) {
perror("Error reading test.bin");
}
}
fclose(fp);
}8. 文件缓冲区
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。
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2019 WIN10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);//睡眠10秒
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;
}结论：
因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。
如果不做，可能导致读写文件的问题。