【C语言】深入了解文件：简明指南

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文章目录

一、文件的概念
- 1.1 文件名:
- 1.2 程序文件和数据文件
二、数据文件(The data file)
- 2.1 二进制文件和文本文件
三、文件的打开和关闭
- 3.1 流和标准流
- - 3.1.1 流
  - 3.1.2 标准流
四、文件指针
- 4.1 文件的打开和关闭

一、文件的概念

文件的概念:

文件是一种装载数据和信息的载体，存储着用户输入或者处理得到的各种有用信息，例如：文本文档、图片、音乐和视频等等（从硬盘上的文件是文件）。文件与内存的作用都是用于存储数据，区别在于内存是存储CUP的临时数据，无法持久化保存，会导致数据丢失。因此我们可以使用文件进行持久化保存。

1.1 文件名:

一个文件要有一个唯一的文件标识，便于用户的引用
文件名包括三个部分:文件路径+文件名主干+文件后缀（c:\code\test.txt）
为了方便，文件标识常被称为文件名

1.2 程序文件和数据文件

在程序设计上，根据文件功能，一般分为两种文件:程序文件和数据文件

程序文件(用存储程序的文件):

程序文件包括源程序文件(后缀为.c)，目标文件(windows环境下后缀为.obj)，可执行程序((windows环境下后缀为.exe)
这里里的"程序"跟计算机技术的程序是不相同的，在这里指的为完成某项活动所规定的方式

数据文件(The data file):

当文件内容不是程序时，而是程序运行时读写的数据(可以是读取数据的文件，也可以是输出内容的文件)。

二、数据文件(The data file)

本篇主要谈论数据文件的相关知识。对于之前处理数据的输出输入都是以终端为对象，终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。

有时也会把数据信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用(磁盘上的文件)

2.1 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

二进制文件(存储二进制信息的文件):数据在内存中以二进制的形式存储，不加转换的输出到外存(磁盘)
文本文件（存储文本信息的文件）:数据在内存中以ASCII的形式存储，需要在存储前转换的输出到外存

【注意】:字符一律以ASCII形式存储，数值型数据据可以使用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储

【问题】:存储整数10000，以ASCII形式或二进制形式输出到磁盘中，空间的占用情况？

在这里插入图片描述

【占用情况】：

ASCII形式存储:将每一个数据看成一个字符‘1’‘0’‘0’‘0’‘0’‘0’，则磁盘中占用五个字节
二进制形式存储:整型类型占用四个字节

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;
}

检验下:在VS打开二进制文件

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三、文件的打开和关闭

3.1 流和标准流

3.1.1 流

不同的外部设备的输入输出操作不同，为了方便统一，对各种设备进行方便的操作，提出了流的概念。

流:往往是对一种有序连续具有方向性的数据的抽象描述。（从流读取，先打开流，之后操作）

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3.1.2 标准流

【问题】：为什么键盘输入数据，向屏幕上输入数据，并没有打开流呢？

在C语言程序启动时，默认打开三个流：

stdin-标准输⼊流，在大多数的环境中从键盘输入
stdout-标准输出流，大多数的环境中输出至显示器界面。
stderr-标准错误流，大多数环境中输出到显示器界面。

以上三个流的类型是:FILE .*，通常称为文件指针。并且通过文件指针来维护流的各种操作，也导致使用scanf和printf等函数可以直接进行输入输出操作

四、文件指针

每当使用一个文件，都会在内存中开辟一个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息(文件名，文件状态以及文件当前路径)。

这些信息被保存在一个结构体变量，并且该结构体类型是由系统声明的，取名FILE.（一般通过一个FILE指针来维护这个FILE结构的变量）

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;
注:不同编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但是大差不多

每当打开一个文件，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(使用者不用关心细节)

文件指针变量指向某个文件的文件信息区(结构体变量)，并且通过文件信息区就能访问该文件。（通过文件指针间接访问相关的文件）

在这里插入图片描述

4.1 文件的打开和关闭

ANSIC规定使用fopen函数来打开文件， fclose来关闭文件使用文件进行读写，需要三个步骤:

打开文件
文件操作
关闭文件

打开文件FILE *fopen(const char *filename,const char *mode);
关闭文件FILE *fclose(FILE *stream);

mode表示文件的打开模式，下⾯都是文件的打开模式 ：

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	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