深入解析文件操作（上）- 二进制文件和文本文件，流的概念，文件的打开和关闭

一、为什么使用文件？

在此篇内容之前，所写的程序的数据都是存储在电脑的内存中，如果程序退出，内存回收，数据就丢失了，等在此运行程序，是看不到上次程序的数据的。

像平时手机的通讯录里存有朋友的信息，这些数据不会因为手机的关机就消失了。

所以想要将数据进行持久化的保存，就要使用文件

二、什么是文件？

平时买的电脑一般都有以下数据：

文件就是存储在电脑硬盘上的。

在程序设计中，一般将文件分为两种：程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的）

2.1 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）

2.2 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，比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。

之前代码中所处理数据的输入输出都是以终端为对象，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。

其实有时候也可以把信息输出到硬盘上，当需要的时候再从硬盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是硬盘上文件。

2.3 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 为了方便起见，文件表示常被称为文件名

三、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和二进制文件

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（硬盘）的文件中，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

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比如说这里的.c文件用记事本打开

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这就是文本文件

可执行程序exe用记事本打开

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文件里存的是二进制信息，用记事本这样的文本编辑器打开时根本看不懂

一个数据在文件中是怎么存储的呢？ 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码的形式输出到硬盘，则硬盘中占用5个字节（每个字符一个字节），而二进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节

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字符1的ASCII为49，0为48

测试代码

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程序运行结束后在代码所在的路径下多一个文件叫test.txt，以记事本打开

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可以发现看不懂，因为是以二进制的形式放到文件中去的

这里要看懂他走以下步骤

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直接双击打开依旧看不懂

右键

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这里的10 27 00 00 就是10000

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以上原理得以证实

四、文件的打开和关闭

4.1 流和标准流

4.1.1 流

一般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，不同的外部设备的输入输出操作各不相同。

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为了方便程序员对各种设备进行方便的操作，就抽象出了流的概念，我们可以把流想象成流淌着字符的河。

C程序针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都是通过流操作的。

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一般情况下，要想向流里写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。

4.1.2 标准流

那为什么我们从键盘输入数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流呢？ 那是因为C语言程序在启动的时候，默认打开了3个流：

• 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至显示器界面，printf函数就是将信息输出到标准输出流中。
• stderr - 标准错误流，错误信息的打印，大多数环境中输出到显示器界面。

这是默认打开了这三个流，我们使用scanf、printf等函数就可以直接进行输入输出的操作的。 stdin、stdout、stderr三个流的类型是：FILE *，通常称为文件指针 C语言中，就是通过FILE *的文件指针来维护流的各种操作的。

4.2 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）。这些信息是保存在一个结构体变量中的。该结构体类型是由系统声明的，取名FILE。

例如：VS2013编译器环境提供的stdio.h头文件中有以下的文件类型声明：

struct _iobuf
{
	char* _ptr;
	int* _cnt;
	char* _base;
	int _flag;
	int _file;
	int _charbuf;
	int _bufsiz;
	char* _tmpfname;
};

typedef struct _iobuf FILE;

不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但是大同小异。

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，使用者不必关心细节。

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。 下面创建一个FILE* 的指针变量；

FILE* pf;//文件指针变量

定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个文件的文件信息区（是一个结构体变量）。通过该文件信息区中的信息就能访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够间接找到与它关联的文件。

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4.3 文件的打开和关闭

4.3.1 fopen

//打开文件
FILE* fopen( const char* filename,const char* mode );

功能：fopen函数是用来打开参数filename指定的文件，同时将打开的文件和一个流进行关联，后续对流的操作是通过fopen函数返回的指针来维护。具体对流（关联的文件）的操作是通过参数mode来指定的。

参数： filename：表示被打开的文件的名字，这个名字可以绝对路径，也可以是相对路径。 mode：表示对打开的文件的操作方式，具体见下面的表格

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看表格之前先看这张图，上方箭头的意思是把内存中的数据放到文件中去。下方的箭头是从文件中拿数据到程序中去

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返回值：

• 若文件成功打开，该函数将返回一个指向FILE对象的指针，该指针可用于后续操作中标识对应的流。
• 若打开失败，则返回NULL指针，所以一定要fopen的返回值做判断，来验证文件是否打开成功。

实例代码

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这里把刚刚的文件删了，把操作方式改为读数据。

在当前工程目录有data.txt的情况下，无论使用

FILE* pf = fopen("./data.txt", "r");
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");

两种方式读数据都是可以的

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这里把文件放到程序当前路径的上一级路径的上一级路径的test文件里test2中

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也是成功打开了

如果把文件放到桌面上，使用相对路径比较麻烦，这里也可以写为绝对路径

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找到桌面上的文件，右击点击属性

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将位置拷贝

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成功打开，这里使用斜杠也可以，但建议使用两个//，以免和其他字符搭配构成转义字符

FILE* pf = fopen("C:\\Users\\23927\\Desktop\\data.txt", "r");

C语言常见概念

4.3.2 fclose

int fclose ( FILE* stream );

功能：关闭参数stream关联的文件，并取消其关联关系。与该流关联的所有内部缓冲区均会接触关联并刷新；任何未写入的输出缓冲区内容将被写入，任何未读取的输入缓冲区内容将被丢弃。

细说一下什么意思，例如代码在执行写文件操作时，不会将数据直接放到文件中去，而是在中间维护一个缓冲区，先将数据写入缓冲区，然后将缓冲区的数据再写入文件中

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总结

以上就是文件操作（上）的全部内容了，本来准备一次性写完的，结果发现内容真的很多，越写越离谱，分为了两篇。喜欢的兄弟们不要忘记一键三连给予支持~