一、文件的基础知识

1.什么是文件

磁盘上的文件是文件。但是在程序设计中，一般认为文件有两种：程序文件、数据文件。

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，而是程序运行时读写的数据，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。

本文讨论的是数据文件。

2.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
这里c:\code\为文件路径，test为文件主干，txt为文件后缀。
为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

3.文件类型

根据数据的组织形式，数据文件被分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），存储的内容依次为’1’, ‘0’, ‘0’, ‘0’, ‘0’（注意这里是字符0，而不是数字0）
而二进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节（VS2013测试）。

运行下面的代码，用二进制编译器打开in.txt。
（其中的文件操作函数会在下文具体讲到）

代码如下（示例）：

int main()
{
	int a = 10000;
	FILE* pf = fopen("in.txt", "wb");
	fwrite(&a, 4, 1, pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

此处16进制的00 00 27 10，即为10进制下的10000。

4.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，本质是一个结构体）。这些信息是保存在一个结构体变量中的。该结构体类型是有系统声明的，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：

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。
一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量，这样使用起来更加方便。

二、文件操作函数

1.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来关闭文件。

				//文件名							打开方式
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
			//文件指针
int fclose ( FILE * stream );

文件的打开方式有很多种，这里介绍常用的几种
（1）“r”：只读，即打开文件并从文件中读内容，如果指定的文件不存在会报错。
（2）“w”：只写，即打开文件并向文件中输入内容，如果指定的文件不存在会自动创建一个新的文件。
（3）“a”：追加，即打开文件并向文件末尾添加内容，如果指定的文件不存在会报错。
（4）“rb”：只读，即打开二进制文件并从文件中读内容，如果指定的文件不存在会报错。
（5）“wb”：只写，即打开二进制文件并向文件中输入内容，如果指定的文件不存在会自动创建一个新的文件。

2.文件的顺序读写

（1）fputc，fgetc

fputc原型:

int fputc(int c, FILE *stream);

运行下面的程序：

代码如下（示例）：

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

	fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	fputc('c', pf);
	
	fclose(pf);
	return 0;
}

可以看到"in.txt"中已经依次写入了’a’,‘b’,'c’三个字符

代码如下（示例）：

这时再用fgetc函数可依次得到文件中的字符。

fgetc原型

int fgetc(FILE *stream);

代码如下（示例）：

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

	printf("%c\n", fgetc(pf));
	printf("%c\n", fgetc(pf));
	printf("%c\n", fgetc(pf));

	fclose(pf);
	return 0;
}

（2）fputs，fgets

fputs原型

int fputs(const char *string, FILE *stream);

代码如下（示例）：

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

	char* s = "hello world";
	fputs(s, pf);//将s中的内容输出到pf指向的文件中

	fclose(pf);
	return 0;
}

运行结果如下，此时"in.txt"已经写入了"hello world"。

fgets原型:

char* fgets(char* string, int n, FILE* stream);

即从stream流中读入数据到string中，一次最多读n-1个（因为最后一个字符应该被置为’\0’）。

代码如下（示例）：

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

	char s[1024] = { 0 };
	fgets(s, 1023, pf);
	printf("%s\n", s);

	fclose(pf);
	return 0;
}

3.文件的随机读写

（1）fseek

函数原型如下：

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
						   //偏移量			起始位置

参数中的offset可以为负值，表示负向偏移

第三个参数origin设定从文件的哪里开始偏移,可能取值为：
SEEK_SET： 文件开头
SEEK_CUR： 当前位置
SEEK_END： 文件结尾

这个函数是用来定位函数指针的，定位好位置后，可用顺序读写的函数读或写内容。

代码如下（示例）：

int main()
{
	//in.txt中的内容为hello world
	FILE* pf = fopen("in.txt", "r");

	fseek(pf, 4, SEEK_SET);//将文件指针从文件开头向后4个位置
	printf("%c\n", fgetc(pf));

	fclose(pf);
	return 0;
}

（2）rewind

该函数可让文件指针回到文件的起始位置
函数原型为

void rewind ( FILE * stream );

代码如下（示例）：

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

	fseek(pf, 4, SEEK_SET);
	printf("%c\n", fgetc(pf));

	rewind(pf);
	printf("%c\n", fgetc(pf));

	fclose(pf);
	return 0;
}

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