c语言--文件操作（1）
目录
1. 为什么使用文件
2. 什么是文件
2.1 程序文件
2.2 数据文件
2.3 文件名
3. 文件的打开和关闭
3.1 文件指针
3.2 文件的打开和关闭
4. 文件的顺序读写
fputs函数示例：
fgetc函数示例
4.1 流的概念
4.2 对比几组函数：
fprintf函数：
fscanf函数：
fwrite和fread函数：
5. 文件的随机读写
5.1 fseek函数
5.2 ftell
5.3 rewind
1. 为什么使用文件
我们学习结构体时，可能都写过通讯录的程序，当通讯录运行起来的时候，可以给通讯录中增加、删除数据，此时数据是存放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，等下次运行通讯
录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很难受。我们在想既然是通讯录就应该把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。
这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。
2. 什么是文件
磁盘上的文件是文件。
但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：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
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。
本章讨论的是数据文件。
在以前各章所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上文件。
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，文件标识常被称为文件名。
3. 文件的打开和关闭
3.1 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：
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。
下面我们可以创建一个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够访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。
比如：
3.2 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。
//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );//参数 文件名，打开方式
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );//参数 文件指针文件的打开方式：
| 文件使用方式 | 含义 | 如果指定文件不存在 |
| “r”（只读） | 为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件 | 出错 |
| “w”（只写） | 为了输出数据，打开一个文本文件 | 建立一个新的文件 |
| “a”（追加） | 向文本文件尾添加数据 | 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 | 出错 |
| “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，建议一个新的文件 | 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） | 为了读和写打开一个二进制文件 | 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 |
举个例子：
#include
int main()
{
//以写的形式打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;//置空，防止野指针
} 
我们可以在当前路径查看，文件确实已经生成。
如果是以只读的方式打开文件，但这个文件又没创建，会怎么样呢？
#include
int main()
{
//以读的形式打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;//置空，防止野指针
} 
以只读的方式打开文件，首先要在当前路径创建文件，才能打开，与只写不同，不能自己创建新文件。
4. 文件的顺序读写
| 功能 | 函数名 | 适用于 |
| 字符输入函数 | fgetc | 所有输入流 |
| 字符输出函数 | fputc | 所有输出流 |
| 文本行输入函数 | fgets | 所有输入流 |
| 文本行输出函数 | fputs | 所有输出流 |
| 格式化输入函数 | fscanf | 所有输入流 |
| 格式化输出函数 | fprintf | 所有输出流 |
| 二进制输入 | fread | 文件 |
| 二进制输出 | fwrite | 文件 |
红色标记是针对文本文件的，而二进制输入输出是针对二进制文件的。
fputs函数示例：
include
int main()
{
//以写的形式打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
}
//写文件
char ch = 0;
for (ch = 'a'; ch < 'z'; ch++)
{
fputc(ch, pf);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;//置空，防止野指针
} 程序运行效果
此时我们看到test.txt文件被输入了26个字母。当我们使用fputc函数时，每向文件内输入一个字母，指向文件状态的指针（可以理解为光标）就会向后移动一位。（并不是文件指针（pf）的运动）
fgetc函数示例
#include
int main()
{
//以读的形式打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
}
//读文件
char ch = 0;
while ((ch = fgetc(pf))!= EOF)
{
printf("%c", ch);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;//置空，防止野指针
} 运行结果：
4.1 流的概念
我们在针对的文件的函数时，看到了所有输出流，所有输入流，那么流是什么呢？
首先流是一个高度抽象的概念。计算机有很多的外部设备组成，我们在操作外部设备的时候，每一个设备操作方法都是不同的，这对技术人员的要求就比较高了，为了简化这种操作，就在数据和外部设备之间抽象出了流，程序员只需要把数据写入流里面就可以了，c语言会操作这些流，流向计算机外部设备。
其实我们在写文件的时候，打开文件，关闭文件。
scanf从键盘上读取数据
printf向屏幕上打印数据
直接就操作了。
那是因为：c语言程序，只要运行起来，默认就打开了3个流
1.标准输入流----stdin
2.标准输出流----stdout
3.标准错误流----stderr
维护这三个流的指针都是FILE*
既然fputc适用所有输出流那么我们就可以直接打印到屏幕上面：
#including
int main()
{
for (ch = 'a'; ch < 'z'; ch++)
{
fputc(ch, stdout);
}
return 0;
} 
4.2 对比几组函数：
scanf/fscanf
printf/fprintf
fprintf函数：
可以看到fprintf就比printf多了一个参数----文件流
函数的使用：
#include
struct S
{
float f;
char c;
int n;
};
int main()
{
struct S s = { 3.14f, 'w', 100 };
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
fprintf(pf, "%f-%c-%d", s.f, s.c, s.n);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
} 
直接将数据写入文件了。
fscanf函数：
同样的fscanf比scanf多了一个参数----文件流
函数的使用：
struct S
{
float f;
char c;
int n;
};
int main()
{
struct S s = {0};
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
fscanf(pf, "%f-%c-%d", &(s.f), &(s.c), &(s.n));
printf("%f-%c-%d\n", s.f, s.c, s.n);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
成功将数据读出。
fwrite和fread函数：
fwrite可以以二进制的方式将数据写入文件
参数解释：
ptr ：指向要写入的数据块的指针。
size ：每个数据项的大小（以字节为单位）。
count ：要写入的数据项的数量。
stream ：要写入数据的文件指针。
fread则可以以二进制的方式向文件读取数据
函数用法：
#include
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
//写文件
FILE*pf = fopen("data.txt", "wb");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//二进制的写文件
fwrite(arr, sizeof(arr[0]), sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
} 
我们看到文件显示的是乱码，这是因为文件不能识别二进制数据，但这些数据确实是被存入了文件当中，我们可以是用fread函数来验证。
//二进制的方式读取文件
int main()
{
int arr[10] = {0};
//写文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//二进制的读文件
fread(arr, sizeof(arr[0]), sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), pf);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
我们可以看到，成功的读取了文件中的信息。
5. 文件的随机读写
5.1 fseek函数
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
参数解释：
stream：要定位的文件指针。
offset：偏移量，即要移动的字节数。
origin：起始位置，指定从哪个位置计算偏移量。可以是以下值之一：
SEEK_SET：从文件开头开始计算偏移量。
SEEK_CUR：从当前文件指针位置开始计算偏移量。
SEEK_END：从文件末尾开始计算偏移量。
举个例子：
我们在文件中填写了abcdef，进行了四次输出操作，偏移位置来到了d，但我们又想输出c，该怎么使用fseek函数达到这种效果。
#include
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
int ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//a
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//b
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//c
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//d
fseek(pf, -2, SEEK_CUR);//从文件当前位置向左移动两个偏移量
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//b
return 0;
} 
让偏移量向左移动两位就好了。
5.2 ftell
返回文件指针相对于起始位置的偏移量，传参时只要有文件流的指针就行了。
举个例子：
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
int ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//a
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//b
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//c
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//d
int pos = ftell(pf);
printf("pos = %d\n", pos);
return 0;
}运行结果：
5.3 rewind
让文件指针的位置回到文件的起始位置。
