引言：
对文件操作的相关内容进行介绍，文件的概念，文件操作函数，文件结束原因判断函数，文件缓冲区的概念。
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为什么使用文件？
我们程序的运行，数据使存储在内存中的，一旦程序运行完成，那么内存中的数据就会返回操作系统，当我们再次运行程序时，之前的数据就会消失。为了能够实现数据的持久化，我们将数据存到文件当中。
什么是文件？
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，程序运行时所需要的数据，比如说程序运行需要从中读取数据的文件，或者输出内容的文件。
我们这一期讲的就是如何操作数据文件。
文件名
一个文件有它唯一的文件名，用来辨别和区分。文件名包括3个部分：
文件路径 +文件名主干 +文件后缀
C:\code\practice\test_1_20\test_1_20\data.txt
其中蓝色的就是文件路径，红色的就是文件名主干，紫色的就是文件后缀。
文件名后缀表示的是文件的默认打开方式，可以有也可以去掉。
二进制文件和文本文件
二进制文件：文件的数据为二进制的形式。
文本文件：文件的数据为ASCII码的形式存储。
文本文件我们看得懂，二进制文件要用二进制的形式我们才能看懂。
流的概念
我们的数据输出到屏幕/文件/网络，我们也可以从屏幕/文件/网络中去读取数据，但是由于不同外部设备的输入输出的不同，所要进行的操作也就大不相同，所以有流的概念，
我们可以想象流 为中间媒介，我们通过流来进行数据的输入和输出。
标准流
我们的scanf和printf,一个是从键盘中输入数据，一个是向屏幕输出数据。这里面就存在流来进行操作，但是平时我们并没有主动去打开流， 因为在我们程序运行时，就会默认打开3个标准流：
- 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到屏幕上，printf函数就是将信息输出到标准输出流。
- stderr：标准错误流，大多数环境中输出到屏幕。
stdin、stdout、stderr这3个标准流在程序进行时就会默认打开。
stdin、stdout、stderr这3个流的类型时：FILE* ，通常称为文件指针。
如果我们想要进行对文件的操作，那么我们也要打开对应的文件输入流或者文件输出流，这些在打开文件的函数中进行操作。
文件指针
在我们在内存，也就是在程序中打开文件，就会在内存中开辟文件信息区 ，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）。这些信息都存放在结构体中，结构体具体如下：这个结构体的类型就是FILE ，这个文件信息区的地址就是文件指针， 类型是FILE*。
cs
struct _iobuf {
char* _ptr;
int _cnt;
char* _base;
int _flag;
int _file;
int _charbuf;
int _bufsiz;
char* _tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;通过文件指针我们可以找到这个文件信息区，然后就可以对文件进行操作了。
文件的打开和关闭
那这个文件指针我们如何得到，下面介绍两个函数，
文件的打开
fopen :打开文件函数 ，const char * filename就是我们要打开的文件名，const char * mode就是打开文件的模式（是读还是写）。这个函数的返回值就是文件指针。
打开文件的模式：
|-----------|---------------------|-----------|
| 文件的打开模式 | 含义 | 如果指定文件不存在 |
| "r"(只读） | 为了输入数据，打开一个二进制文件 | 出错 |
| "w"(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 |
| "a"(追加） | 向一个二进制文件尾添加数据 | 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，新建一个新的二进制文件 | 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 |
下面是以写的形式打开文件，然后对文件输出数据。
下面的"data.txt"并没有文件路径，那么文件会建立在这个源文件test.c的路径底下，称为相对路径。有具体的路径称之为绝对路径。
pf 就是我们的文件指针，通过fopen函数得到文件指针，通过文件指针对文件进行操作。
fopen函数有可能打开文件失败，所以我们要对pf文件指针进行检验，如果为空指针，那么我们要完善报错，通过perror函数，将报错信息显示。
cs
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fputs("abcde", pf);//这是顺序读写函数，接下来会仔细讲。
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
} 文件的关闭
fclose :关闭文件函数，有打开文件操作，就要有关闭文件操作 ，如果只有fopen函数，文件处于打开，对我们的内存是一种泄漏，所以fopen要和fclose搭配使用。
fclose相对简单，FILE * stream就是文件指针pf，将文件信息区的内容进行删除，断掉访问文件的途径，文件信息区的空间已经返回操作系统，但是访问文件信息区的地址还在pf，为了防止野指针问题，所最后将pf = NULL。
对文件的关闭就大功告成了。
输入输出的概念
什么是输入？什么是输出？
是相对于我们程序而言的，相对内存而言的，
将内存中的数据输送到文件，我们称之为输出。
将文件中的数据输送到内存，也就是我们的程序中，用局部变量来存放文件中的数据，我们称之为输入。
文件的顺序读写
接下来介绍对文件进行输入输出操作的具体函数。
|---------|---------|-------|
| 函数名 | 功能 | 适用于 |
| fgetc | 字符输入函数 | 所有输入流 |
| fputc | 字符输出函数 | 所有输出流 |
| 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 |
| fwrite | 二进制输出 | 文件 |
所有输入流，包括标准输入流和文件输入流等（从文件输入或者从键盘输入）
所有输出流，包括标准输出流和文件输出流等（向文件输出或者向屏幕输出）
fgets:
输入函数，对字符进行接收。
FILE * stream是文件指针，如果从文件中输入数据，就是将fopen函数的返回值FILE* pf这个pf写进去。
fgets的返回值就是从文件中读取的字符，我们可以用字符变量ch对字符进行接收。
cs
char ch = fgetc(pf);
这是文件中数据，通过fgetc接收到的是'a'这个字符。
fputc:
输出函数，将字符输出到文件中，输出到屏幕上。
int character:这是需要输出的字符FILE * stream：指定要输出的文件的指针。
注意：打开模式为："w"的时候，是新建一个文本文件，相当于是把之前的数据进行了覆盖。
cs
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fputc('a', pf);//这里的'a'是字符，所有用单引号括起来。
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fgets:
文本行输入函数，其实可以看作字符串的输入函数。
char * str：接收字符串的地址，用数组来进行接收，数组名就是首元素的地址，将数组名写进去就可以。int num：最大输入的字符量，最多可以输入多少字符。FILE * stream：从进行输入操作的指定文件的指针。
cs
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
char arr[20] = { 0 };
fgets(arr,10, pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fputs:
文本行输出函数，其实可以看作字符串的输出函数。
const char * str:要进行输出的字符串FILE * stream：需要输出的指定文件的指针。
cs
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fputs("abcdef", pf);//这里是字符串，用双引号括起来。
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fscanf:
格式化输入函数,可以对任意类型的数据进行接收。
FILE * stream:从要输入的指定文件的文件指针。 const char * format：这里可以类比scanf的参数进行比较。
cs
#include <stdio.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float f;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fscanf(pf,"%s %d %f", s.name,&(s.age), &(s.f));
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}这是data文本文件的数据：
fprintf:
格式化输出函数,可以对任意类型的数据进行接收。
FILE * stream:需要进行输出文件的文件指针。const char * format, ...：这个参数可以对比printf函数进行理解。
cs
#include <stdio.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float f;
};
int main()
{
struct S s = { "zhangsan",20,90.5f };
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fprintf(pf,"%s %d %.1f", s.name,s.age,s.f);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fread:
二进制输入函数，对二进制函数进行解读，并接收。
const void * ptr:要进行输入操作的数据指针。size_t size：输入数据的元素大小。size_t count：输入数据元素的个数。size_t count：要输入的文件的指针。
cs
#include <stdio.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float f;
};
int main()
{
struct S s = {0 };
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fwrite:
二进制输出函数，将数据以二进制的形式进行输出。
const void * ptr:要进行输出操作的数据指针。size_t size：输出数据的元素大小。size_t count：输出数据元素的个数。size_t count：要输出的文件的指针。
cs
#include <stdio.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float f;
};
int main()
{
struct S s = { "zhangsan",20,90.5f };
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
文件的随机读写
上面的函数将的的是顺序读写，按照从前往后的顺序进行输入和输出，实际上是光标的移动，每输入和输出一个字符，光标就会向后面移动一位。
随机读写函数就是对光标位置的呈现或者是对光标位置的改变。
随机读写函数：fseek、ftell、rewind。
fseek:
将光标移动位置。
FILE * stream:指定文件的文件指针。long int offset：光标的偏移量，正数代表着光标往右边移动，负数代表着光标向左边移动。int origin ：光标偏移前的起始位置。origin分为3种：
|----------|---------|
| 参数 | 光标位置 |
| SEEK_SET | 文件的开头 |
| SEEK_CUR | 当前光标的位置 |
| SEEK_END | 文件的末尾 |
cs
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
char ch = 0;
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//a
fseek(pf, 1, SEEK_CUR);
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//c
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}这是文本文件中的数据，按照顺序，会先打印a，在打印b，通过fseek，改变光标的位置，
结果就变成a和c。
ftell:
呈现当前位置光标相对于文章开头的偏移量。通过返回值来呈现。
FILE * stream:指定文件的文件指针。还是刚才的文件内容和代码，我们最后看一下光标所在的位置的偏移量是3。通过两次的fgetc,第一次接收'a',光标移动一位，fseek将光标再次向后移动一位，最后fgetc接收'c',光标再向后移动一位。
所有当前的光标偏移量为3。
cs
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
char ch = 0;
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//a
fseek(pf, 1, SEEK_CUR);
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//c
int n = ftell(pf);
printf("%d", n);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
rewind:
将光标移到开头的位置。
FILE * stream：指定文件的文件指针。还是原来的文件数据，通过中间的rewind，将光标的位置移动到文章开头，所以两次fgetc接收的结果都是'a'。
cs
#inlcude <stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
char ch = 0;
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//a
rewind(pf);
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//a
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
文件读取结束原因判定函数
feof：
用来判断文章读取结束是不是因为到了文章的末尾。如果是读取完成，就会返回非零。如果读取没有完成，就会返回0。
ferror:
用来判断文章读取结束是不是因为读取错误。如果是读取错误就会返回非零，如果不是读取错误就会返回0。
文件缓冲区
文件缓冲区就是在内存中开辟的一块空间，在文件传输的过程中，将运输的数据存到里面，等到达一定的量再一起传输。为的就是减少操作系统的操作次数，达到提高效率的效果。
我们的顺序读写函数，比如说fputc,函数的读取并不是在运行完这个函数直接读取的，而是将读取到的数据放在文件缓冲区中。
有3种情况使得系统真正将数据进行运输：
1.文件缓冲区的内存已满。
2.通过fflush函数刷新文件缓冲区。
3.fclose关闭文件，文件的传输到此结束。
