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嗨！小伙伴们，今天我们来学习新的知识----文件操作，准备好了吗？我要开始咯!
目录
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. 文件顺序读写
1. 为什么使用文件？
如果没有文件，我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中，如果程序退出，内存回收，数据就丢失了，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，我们可以使用文件。
举一个例子：
但是当我们再次运行程序时，系统并没有保存a的值，而是让我们再次输入，说明内存中的数据不能持久化保存，所以我们需要使用文件来保存数据。
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2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。
本章讨论的是数据文件。
在以前我们处理数据的输入和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,文件路径是 c:\code, 文件名主干是test, 文件后缀是.txt
为了方便，文件标识常被称为文件名。
3. 二进制文件和文本文件？
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（VS2019测试）
测试代码：
#include<stdio.h>
int main() {
int a = 10000;
//打开文件，以二进制的形式写到文件中
FILE* pf = fopen("text.txt", "wb");
fwrite(&a, 4, 1, pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}在VS上打开二进制文件：
vs上打开二进制文件的方法
10000在二进制文件中
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的操作，我们抽象出了流的概念，我们可以把流想象成流淌着字符的河。
C语言针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都是通过流操作的。
一般情况下，我们想要向流里写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。
4.1.2 标准流
那为啥我们从键盘输入数据，向屏幕输出数据，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：
- 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。
- 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。
- stderr - 标准错误流，大多数环境中输出到显示器界面。
这是默认打开了这三个流，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。
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，使用者不用太关心细节。
一般都是通过一个FILE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; //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间接找到与它相关联的文件。
比如：
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函数来关闭文件。
//打开文件
//第一个参数是文件名，第二个参数是打开方式
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，下面是文件的打开模式：
| 文件使用方式 | 含义 | 如果指定文件不存在 |
| “r”（只读） | 为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件 | 出错 |
| “w”（只写） | 为了输入数据，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 | 建立一个新的文件 |
| “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，建立一个新的文件 | 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 |
实例代码：
我们先来看看文件使用方式为 “w”（只写）
#include<stdio.h>
int main() {
//打开文件，为了只写
//如果文件打开失败，会返回NULL
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}运行结果如下：
我们再来看看文件使用方式为 “r”（只读）
代码如下：
#include<stdio.h>
int main() {
//打开文件，为了只读
//如果文件打开失败，会返回NULL
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}运行结果如下：
这里的“data.txt”为相对路径，系统会根据写代码的位置取查询文件，如果没找到，则打印perror
注意：fopen函数的第一个参数也可以包含绝对路径，比如桌面:C:\\Users\\zpeng\\Desktop\\data .txt
5. 文件的顺序读写
5.1 顺序读写函数介绍
| 函数名 | 功能 | 适用于 |
| fgetc | 字符输入函数/读 | 所有输入流（包括stdin--标准输入流和文件输入流） |
| fputc | 字符输出函数/写 | 所有输出流（包括stdout--标准输出流和文件输出流） |
| fgets | 文本行输入函数 | 所有输入流 |
| fputs | 文本行输出函数 | 所有输出流 |
| fscanf | 格式化输入函数 | 所有输入流 |
| fprintf | 格式化输出函数 | 所有输出流 |
| fread | 二进制输入 | 文件输入流 |
| fwrite | 二进制输出 | 文件输出流 |
我们来演示一下几个顺序读写的函数：
1.先来看看fputc函数
#include<stdio.h>
int main() {
//以只写的模式打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) { //如果文件打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
fputc('a', pf);//将字符a写入pf流中
fputc('b', pf);//将字符b写入pf流中
fputc('c', pf);//将字符c写入pf流中
fputc('d', pf);//将字符d写入pf流中
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL; //置空
return 0;
}运行结果如下：
不过，这样一个一个字符写入流是不是有点太啰嗦了，我们换一种方法试试~
#include<stdio.h>
int main() {
//以只写的模式打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) { //如果文件打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
//fputc('a', pf);//将字符a写入pf流中
//fputc('b', pf);//将字符b写入pf流中
//fputc('c', pf);//将字符c写入pf流中
//fputc('d', pf);//将字符d写入pf流中
for (int i = 0; i < 26; i++) {
fputc('a' + i, pf); //将26个英文字母全部写入流中，'a'的ASCII码值为97
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL; //置空
return 0;
}运行结果如下：
如果我们想让数据输出到控制台上，该怎么做呢？ 很简单~就是将fputc函数的第二个参数改成stdout - 标准输出流
代码和运行结果如下：
2. 再来看看fgetc函数
代码如下：
#include<stdio.h>
int main() {
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) { //如果文件打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
int ch = fgetc(pf);//从pf流中读取字符'a'
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(pf); //从pf流中读取字符'b'
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(pf); //从pf流中读取字符'c'
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(pf); //从pf流中读取字符'd'
printf("%c\n", ch);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL; //置空
return 0;
}运行结果如下：
OK啦，这就是fgetc函数，恭喜你，又学会了新的函数~
3. 小练习
我们从data1.txt中读取数据，写到data2.txt中
///从data1.txt中读取数据
//写到data2.txt文件中
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pfread = fopen("data1.txt", "r");
if (pfread == NULL) {
perror("fopen->data1.txt");
return 1;
}
FILE* pfwrite = fopen("data2.txt", "w");
if (pfwrite == NULL) {
fclose(pfread);
pfread = NULL;
perror("fopen->data2.txt");
return 1;
}
//数据的读写（拷贝）
int ch = 0;
//从pfread里面依次读入数据,放入ch中
while ((ch = fgetc(pfread)) != EOF) {
//将ch中的数据拷贝到pfwrite中
fputc(ch, pfwrite);
}
//关闭文件
fclose(pfread);
fclose(pfwrite);
pfread = NULL;
pfwrite = NULL;
return 0;
}4. 来看看fputs函数
代码如下：
#include<stdio.h>
int main() {
//打开文件
FILE* pfread = fopen("data.txt", "w");
if (pfread == NULL)
{
//如果文件为空
perror("fopen->pfread");
return 1;
}
//写文件，写一行
fputs("abc\n", pfread);//向流中写入abc
fputs("abcdef\n", pfread);//向流中写入abcdef
fputs("abcdefghij\n", pfread);//向流中写入abcdefghij
//关闭文件
fclose(pfread);
pfread = NULL;
return 0;
}运行结果如下：
5. 来看看fgets函数
代码如下：
#include<stdio.h>
int main() {
//打开文件
FILE* pfread = fopen("data.txt", "r");
if (pfread == NULL) {
perror("fopen->pread");
return 1;
}
//将pread流中的前9个字符全部拷贝到arr中
char arr[20] = "XXXXXXXXXXXXXXX";
char* S = fgets(arr, 10, pfread);
for (int i = 0; i < 20; i++) {
printf("%c", arr[i]);
}
//关闭文件
fclose(pfread);
pfread = NULL;
return 0;
}运行结果如下：
我们还可以从控制台上输入数据和打印数据
代码如下：
#include<stdio.h>
int main() {
//通过只读的模式，打开文件
FILE* pfread = fopen("data.txt", "r");
if (pfread == NULL) {
perror("fopen->pfread");
return 1;
}
char arr[20] = "##################";
//从控制台上获取数据(读入数据)
fgets(arr, 10, stdin);
//到控制台上打印数据(写出数据)
fputs(arr, stdout);
//关闭文件
fclose(pfread);
pfread = NULL;
return 0;
}运行结果为：
片尾
今天我们学习了C语言---文件操作，里面涉及了有关打开文件，对文件进行操作，以及关闭文件等相关知识，在下一篇中，我们将继续介绍文件操作的知识，希望看完这篇文章能对友友们有所帮助 ！ ！ ！
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