细说文件操作

你好！感谢支持孔乙己的新作，本文就结构体与大家分析我的思路。

希望能大佬们多多纠正及支持！！！

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1.什么是文件

1.1.程序设计文件

1.什么是文件

Leading ~~ 我们可以把文件看做一种用于存储信息的数据集合，可以是电子形式或纸质形式。在计算机中，文件通常由操作系统管理，保存用户的数据信息，文件可以包含文本、图像、音频、视频等各种数据。因此，我们有必要对文件进行各种处理，常见的文件操作包括创建、打开、读取、写入、关闭和删除等。

1.1.程序设计文件

从文件功能的角度来分类，我们一般所涉及的有两种文件，一种是程序文件 ，另一种是数据文件。当然，程序文件一般指的是计算机可执行代码的文件，这些代码通过编译或解释生成，并且程序文件通常用于执行特定的任务或功能。

1.1.1.程序文件

**执行性：**程序文件可以被操作系统直接执行，在运行时会将代码加载在内存中。
**格式：**常见的程序文件格式包括可执行文件（如.exe 、.app等）和脚本文件（如.py 、.js、.sh等）。
内容 **：**程序文件的内容包含了指令和逻辑，用于控制计算机的行为。
**开发工具：**程序文件通常是由编程语言的编译器或解释器实现的。

1.1.2.数据文件

不可执行性：数据文件本身不可以直接执行。
格式多样性：数据文件可以是文本文件（如 .txt、.csv）、二进制文件（如 .bin、.dat）、数据库文件（如 .db、.sqlite）等。
内容：数据文件的内容通常包括文本、数字、图像、音频、视频等多种类型的信息。
结构化和非结构化：数据文件可以是结构化的（如数据库）或非结构化的（如普通文本文件）。

程序文件 主要用于开发和应用程序、工具和系统软件、或用于控制硬件设备和进行系统管理以及自动化任务和处理数据；数据文件主要用于存储用户信息、设置、文档和媒体文件、或用于应用程序的数据输入及输出，乃至进行数据分析、报表生成和数据迁移。

1.2.二进制文件与文本文件

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的文件中，就是二进制文件， 如果外存上以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 。字符一律以ASCII形式存储，数值型数据可以用ASCII形式存储，或使用二进制形式存储。

2.文件的打开及关闭

2.1.流和标准流

2.1.1.流（stream）

流是一种数据传输的一种抽象，通常用于处理数据的输入和输出。流可以看作是数据的序列，可以是字节流（binary stream）或字符流（character stream）。根据数据的方向，流可以分为两种类型，一种是输入流 ：用于从外部源（如文件、网络、用户输入等）读取数据；另一种是输出流：用于将数据携入外部目标（如显示器、文件、网络连接等）。

流的主要特点包括：

顺序访问：数据以顺序的方式被读取或写入。

可打开和关闭：流在使用前需要被打开，使用后需要关闭，以释放资源。

缓冲：许多实现使用缓冲技术来提高性能，允许数据的块读取和写入。

2.1.2.标准流

标准流是操作系统层面定义的一种特殊流，通常是用于数据输和输出的通道。程序运行时，操作系统会提供以下三个流：

|----------------------------|----------------------------------------|
| s tdin（ 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中。 |
| stderr（ 标准错误流**）** | ⼤多数环境中输出到显⽰器界⾯。 |
[标准流]

2.2.文件指针

以上stdin、stdouot、stderr三个流的类型是FILE*，通常称为文件指针，在C语言中，我们就是通过FILE*的文件指针进而维护流的各项操作。

每个文件在内存中开辟一个对应的文件信息区 ，用于存放文件的名字、文件状态及文件当前所在的位置。这些信息是保存在一个结构体变量中的，且该结构体类型命名为FILE。然后，我们定义一个指向FILE类型的指针变量ptr，指向某个文件的文件信息区（结构体变量），通过文件指针变量就能够间接查找与之关联的文件。

2.3.文件的打开及关闭

当我们编写程序时，在打开文件的同时，都会返回一个的FILE*的指针变量指向该文件，从而建立指针与文件的关系。并且，ANSIC规定使用fopen 函数作为打开文件 ，fclose 作为关闭文件。

cpp 复制代码

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

其中，mode是文件的打开模式。其中"r"与"w"分别为输入与输出数据，而"a"是向文本文件尾添加数据，当然，诸如"rb"和"wb"，其作用的便是二进制文件，等等。

2.4.文件的顺序读写

fread与fwrite比较适用于文件输入输出流，其余可以适用于所有输入流。

3.文件操作读写深入解析

3.1.fseek

fseek 是C语言是一个标准库函数，用于在文件中进行随机访问，并且可以将文件指针定位至特定位置,以便进行读写操作。

cpp 复制代码

//fseek
//根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针（⽂件内容的光标）。
1 int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
stream: 指向要操作的文件的指针，通常是通过 fopen 打开的文件。
offset: 偏移量，表示相对于 whence 的字节数。
origin: 确定偏移的起始位置，可以是以下常量之一：
SEEK_SET: 文件开头。
SEEK_CUR: 当前文件指针的位置。
SEEK_END: 文件的末尾。

/* 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;
}

在使用fseek之前，确保文件已成功打开；如果目标位置超出了文件的实际大小，fseek可能会导致未定义的行为；在进行写入操作之前，确保文件模式允许写入（例如，使用"r+"或"w+"模式）。

3.2.ftell

ftell 是C语言中的一个·标准库函数，用于获取当前文件在文件中的位置，并且它返回的是当前指针相对于文件开头的字节偏移量。

cpp 复制代码

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量
1 long int ftell ( FILE * stream );

/* 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-portable
 size=ftell (pFile);
 fclose (pFile);
 printf ("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n",size);
 }
 return 0;
}

成功时返回当前文件指针的偏移量（类型为 long），在一些特定情况下，如果文件被错误地打开，或者文件指针经过某些非法操作，ftell 可能返回 -1。

3.3.rewind

rewind 是C语言中的一个标准库函数，用于将文件指针重置为文件的开头，使用起来非常简单且直观，通常用于将文件指针返回到起始位置，以便重新开始读取或写入文件内容。

cpp 复制代码

让⽂件指针的位置回到⽂件的起始

1 void rewind ( FILE * stream );
 
/* rewind example */
#include <stdio.h>
int main ()
{
 int n;
 FILE * pFile;
 char buffer [27];
 
 pFile = fopen ("myfile.txt","w+");
 for ( n='A' ; n<='Z' ; n++)
 fputc ( n, pFile);
 rewind (pFile);
 
 fread (buffer,1,26,pFile);
 fclose (pFile);
 
 buffer[26]='\0';
 printf(buffer);
 return 0;
}

rewind****是一个简单且有效的方法来返回文件指针至开头。调用 rewind 也会清除与文件流关联的错误指示符，因此如果之前的读写操作发生了错误，错误状态会被重置。在使用 rewind 前，确保文件已成功打开，否则将导致未定义行为。

3.4.feof

feof 的作⽤是：当文件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是： 遇到文件尾结束 。（不能通过函数的返回值直接判断文件是否结束）
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 .