【C语言】文件操作详解1(文件的打开与关闭）

一、文件
- 1.文件是什么？
2.文件的作用
二、数据文件
三、文件的打开与关闭（本章重点！！！）
- 1.流和标准流
- 2.文件指针
- [3.文件的打开(fopen函数）](#3.文件的打开(fopen函数）)
- [4.文件的关闭(fclose函数）](#4.文件的关闭(fclose函数）)
- - （1）fclose函数简介
  - （2）fclose函数注意事项
结语

前言:
本期开始详解文件操作,由于文章过长,所以分了两篇文
若内容对大家有所帮助,可以收藏慢慢看,感谢大家支持
谢谢大家 ! ! !

一、文件

1.文件是什么？

文件包括什么呢？

文件的分类(从文件功能角度分类）：
程序文件：

1.源程序文件（以 .c 为后缀）

2.目标文件（Windows环境以 .obj 为后缀）

3.可执行程序（Windows环境下以 .exe 为后缀）
数据文件：
程序运行时读写的数据存储文件

（比如老师点名的电子花名册）

文件的文件名是什么呢？

一个文件的文件名：
文件路径 + 文件名主干 + 文件后缀
例如一文件名：
D:\学校\C语言\MINE\x64\Release\MINE.exe
文件路径是 D:\学校\C语言\MINE\x64\Release\
文件名主干是 MINE
文件后缀是 .exe

2.文件的作用

内存数据易失性：

程序运行时数据存储在内存中，程序退出后内存被回收，数据就会丢失

例如变量在程序结束后无法保留。
持久化保存方案：

使用文件可以将数据存储在硬盘上，实现数据的持久化保存，下次运行程序时仍可读取之前的数据。
所以，文件可将数据进行持久化的保存

在以前，我们都在电脑终端上输出信息

如图，这就是终端：

也可以把信息输入到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上吧数据读取使用

但怎么输入又是一个问题了

二、数据文件

数据文件可以分为二进制文件和文本文件
二进制文件：
将内存中的二进制数据不加转换直接输出到外存文件中
适用于存储程序运行时产生的中间数据或需要高效存储的场景
文本文件：

在存储前进行转换，将数据转换为ASCII码形式再存储的文件
适用于配置文件、日志文件等需要人工阅读的场景
字符一律以ASCII码形式存储，而数值型数据都可以

给大家举一个例子吧,以10000输出到磁盘（文件）为例

这里用图解给大家讲解：

有了这张图，想必大家已经知道了数据文件怎么存储了
接下来就是本文的核心知识------如何打开和关闭文件

三、文件的打开与关闭（本章重点！！！）

1.流和标准流

流是什么？

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
而为了方便对各种外部设备进行操作，我们就抽象出了 " 流 "这个概念
要想向流里写 / 读数据
都是要打开流，在进行操作（写 / 读），最后关闭流

如图（图解）：

标准流是什么？

C程序启动时,默认打开三个流
这些流被称作标准流：
stdin--标准输入流（从键盘输入）
(scanf函数从此读取数据)
stdout--标准输出流（从屏幕输出）
(printf函数向此输出数据)
stderr--标准错误流（从屏幕输出）

2.文件指针

每个被使用的文件都在内存中开辟了一个文件信息区，其中有许多文件的信息，这些信息被保存在一个结构体中

例如：

标准流对应的文件信息保存在FILE结构体中
包含文件名、状态、当前位置等信息
该结构体类型是由系统声明决定的，取名为FILE

（系统声明在头文件 <stdio.h> 中)

而文件指针 ( FILE * ) 是管理流的关键概念，其指向内存中的文件信息区
通过文件指针变量，能够间接找到与其关联的文件

文件指针的定义：
FILE * pf ;//其中 pf 就是一个文件指针变量

3.文件的打开(fopen函数）

文件开关的标准流程：

打开文件（创建文件信息区）

读写文件（通过文件指针操作）

关闭文件（释放资源）

关于fopen函数小编也是在c++官网上查询的，大家也可以自行查看
https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fopen/?kw=fopen

(1)fopen简介

在C语言中，我们用 fopen 打开文件
用于打开文件，建立程序与硬盘文件之间的数据通道

fopen 语法：
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
（返回值要用FILE *类型来接收）
filename是要打开的文件名，传入一个字符串指针，指定要打开的文件名称
mode是文件的打开方式，指定文件的访问模式，如"r"表示只读，"w"表示写入

（2）filename（要打开的文件名）

filename是要打开的文件名，需要传入该文件的具体路径
例如：
D:\学校\C语言\QwQ\QwQ\test.txt
打开文件完整代码：
FILE * pf = fopen( "D:\学校\C语言\QwQ\QwQ\test.txt" , " w " ) ;
这样就可以打开电脑中的文件 test.txt
但是，有时也不需要传入具体地址
若文件就在程序文件内时，只需写文件名

如下图，源文件和要打开的文件在同一文件中时

打开文件就只需写如下代码：
FILE * pf = fopen( "test.txt" , " w " ) ;//只需写文件名

（3）mode（文件打开方式）

在参数文件名的后面，就是打开方式了

打开方式有很多，下面放了一张图表,包含了所有的打开方式
本篇就先讲最基础的三种方式------"r"、"w"、"a".

首先，我们要知道什么是 " 读 " ，什么是 " 写 "
" 读 "：输入数据，将数据从磁盘（文件）中输入到内存中存储
" 写 "：输出数据，将数据从内存中输出到磁盘（文件）中存储

" r "(只读）

为了输出数据，打开一个已经存在的文本文件，且不会修改原文件
(若文件不存在，会报错）

代码演示：（文本文件存在，不报错）

c 复制代码

 #include<stdio.h>

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");

    return 0;
}

这样，文件就被打开了，后续就可以进行读取操作了（下期讲）

代码演示：（文本文件不存在，报错）

c 复制代码

#include<stdio.h>

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt1", "r");

    return 0;
}

运行结果：（报错）

这里可以看到，代码报错了
原因就是电脑里没有这个文件，那自然读取不了了

" w "(只写）

为了输出数据，打开一个文本文件，并清空原文件内容
(若不存在，会新建一个文件）

代码演示：（文件存在）
现在我们先在源文件旁新建一个文件，并输入一些内容

输入后再用如下代码打开文件

c 复制代码

#include<stdio.h>

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

    return 0;
}

代码运行完后再点开这个文件

我们可以发现，原来我们输入的数据不见了，文件内容被清空了
这就是以 " w " 方式打开文件的特点------会清空原文件的内容

代码演示：（文件不存在）
现在我们不新建文件，但用 " w " 方式打开

c 复制代码

#include<stdio.h>

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

    return 0;
}

运行前：

运行后：

这里我们可以发现，系统自动给我们新建了一个文件，文件名就是参数
当文件不存在时，就会新建一个文件

" a "(追加）

向文本文件尾部添加数据，且不会修改原文件
(若文件不存在，会新建一个文件）

代码演示：（文件存在）
现在我们先在源文件旁新建一个文件，并输入一些内容

再用代码进行追加（这里先用到输出操作，下期会讲）：

c 复制代码

 #include<stdio.h>

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "a");
    fputs("efgh",pf);

    return 0;
}

运行结果：（追加）

可以看到，文本文件追加了新的字符串
但若文件不存在，就直接创建一个文件再输出

最后总结一下打开方式：
" r "(只读）
为了输出数据，打开一个已经存在的文本文件，且不会修改原文件
(若文件不存在，会报错）
" w "(只写）
为了输出数据，打开一个文本文件，并清空原文件内容
(若不存在，会新建一个文件）
" a "(追加）
向文本文件尾部添加数据，且不会修改原文件
(若文件不存在，会新建一个文件）

在以后的学习中
我也会一一给大家介绍其他的文件打开方式哦，尽情期待
当然，如果还想了解更多就可以去c++官网找找
https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fopen/?kw=fopen

（3）fopen的返回值

fopen的返回类型是FILE * 型
若文件打开成功，返回的是有效指针
若文件打开失败，返回的是NULL（空指针）
所以，在进行操作前，要确保文件打开成功

为确保文件打开成功，可打开文件后写入一个 if 语句判断fopen返回值
若为NULL（空指针），则说明文件打开失败
这时我们还可以用 perror 函数打印出错误信息
perror("fopen");

（关于perror函数就不过多介绍啦，大家可去此处查询）
https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/perror/?kw=perror

代码演示：

c 复制代码

#include<stdio.h>

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        //打印出错误信息
        return 1;
        //返回状态码 1 表示异常退出
    }

    return 0;
}

运行结果：

这里翻译过来也是没有找到该文件
perror 函数还是很有用的，可以帮助我们打印出错误信息

4.文件的关闭(fclose函数）

（1）fclose函数简介

fclose 语法：
int fclose ( FILE * stream );
stream表示要关闭的文件的文件指针
例如：
fclose(pf);

这样，pf所指的文件就被关闭了

（2）fclose函数注意事项

虽然fclose函数很简单，但还是有些注意事项：
fclose(pf); //此处pf为野指针
当你关闭了文件时，其指针pf就会变为野指针
故关闭文件文件后，必须立即置为NULL

代码演示：

c 复制代码

#include<stdio.h>

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        //打印出错误信息
        return 0;
        //返回状态码 1 表示异常退出
    }
    fclose(pf);
    pf = NULL;//置为NULL空指针

    return 0;
}

这样就不会有安全问题啦
大家写代码的时候也要严谨一点哦

结语

本期资料来自于：

https://legacy.cplusplus.com/

OK，本期的文件操作详解到这里就结束了
由于文章过长,所以分了两篇文,下期我们讲解文件的读写操作
若内容对大家有所帮助,可以收藏慢慢看,感谢大家支持
本文有若有不足之处，希望各位兄弟们能给出宝贵的意见。谢谢大家！！！
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