文件操作（C/C++）

        本篇将较为详细的介绍在C/C++中的一些文件操作。其中首先介绍了上面时文件，然后就是在文件中比较抽象的概念：流，然后就是文件指针与文件的读和写，接着就是顺序读写、随机读写，还有文件读取结束时的判定。

1.什么是文件？

        磁盘上的文件就被称为文件，这仅仅只是文件的一个简单定义，下面将细分文件的定义。

        程序文件：程序文件包括源程序文件（后缀为.c），目标文件（windows环境下的后缀为.obj），可执行文件（windows环境下的后缀为.exe）。

        数据文件：文件的内容不仅仅只会有程序文件还有程序运行时读写的数据，即从文件中读出数据或者在文件中写入数据。

        在数据文件的细分下，还分为：二进制文件和文本文件。

        二进制文件：数据在内存中以0/1二进制的存储方式的存储，并且不加转化的存储到外村。

        文本文件：在存储到外存前将数据二进制转化为ASCII码的形式存储起来。

        对于二进制文件和文本文件的理解可如下图：

        将10000每一个数字都转化为对应的ASCII码形式的存储即就是为文本文件存储方式，10000转化为对应的二进制序列就是二进制的文件存储。 

2.流和标准流

        流：在程序中，我们需要将数据输出到各种各样的外部设备中，同时也需要从外部设备中读取数据，但是在不同的外部设备的输入输出操作各不相同，为了方便程序员对各种设备进行操作，抽象出了流的概念，如下图：

        这就是将数据给输入输出的操作给抽象出来，不用管在不同的设备间数据的输入和输出。

         标准流：在C语言中，当程序启动时，便自动打开了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：大多数环境中输出到显示器界面。

        对于以上的三个标准流的类型为：FILE*，被称为文件指针。在C语言中，就是通过文件指针来维护流的各种操作的。

3.文件指针

        对于每一个文件都会在内存中开辟一个相对应的文件信息区，用来存放文件信息区的相关信息。这些信息是存储在结构体变量中的，该结构体类型由系统声明，取名为FILE。文件指针即为FILE*。

        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结构体的变量，并且填充其中的信息，如何通过一个FILE* 的变量来维护该信息区，如下图：

        当文件Data.txt被打开时，系统自动会创建一个文件信息区 f （为FILE类型），然后通过 pf （FILE*类型）来对该文件信息区进行维护，其中圈住的就可以理解为流，我们并不需要关注这一步。

4.文件的打开与关闭

        文件的打开与关闭同样涉及文件指针FILE*，对于文件的打开需要使用以下的库函数以及对应的格式：

        对于该函数，其中涉及的第一个参数为文件名，第二个参数即为对应的打开方式，对于第二个参数的参数，在以下列举：

        以上便是对于fopen函数中第二个参数对应的可选变量（还包括一些其他的可选变量，不过这些是用得比较多的），以下将给出对于fopen函数的使用举例。 

        如上图所示，当运行该代码的时候，已经在对应的文件夹位置创建了一个对应的文件，对于其他的一些我就不在一一列举，对于fclose函数的使用如上图所示，将文件指针传入fclose中即可，即代表关闭了文件，用法类似于free函数。

        但是需要注意的是，如果我们的文件原本含有数据，用以上的只写“w”来打开文件，会导致文件中的内容被清空，所以我们在选用打开文件的时候，是需要选择合适的打开方式的。

        还有就是对于文件的创建位置，我们用一个 .  表示当前路径，两个 .. 表示上一级路径，当我们在fopen参数对应的第一个参数按照以上的方式，即可在对应的位置创建文件，如下：

         如上，在当前路径的上一路径创建文件，创建成功。这种方法为当前路径创建法，还有另一种方法为绝对路径创建法，如下：

        不过通常我们使用的创建方法都是第一种，直接输出文件名。 

5.文件的顺序读写

        对于文件的顺序读写，即就是按照顺序写入文件中，或者从中读出数据。

5.1 fgetc和fputc函数

        对于fgetc和fputc函数都适用于所有流，fgetc为字符输入函数，适用于所有输入流（stdin，文件……），fputc为字符输出函数，适用于所有输出流（stdout、文件……）。

        对于fputc函数的使用：

        其中传入的第一个参数为int类型，即传入字符的ASCII码，第二个为流，即文件指针。具体操纵如下：

        如上图所示，运用一个for循环，成功将26个小写字母写入到了文件中,接下来关于fgetc的函数使用，如下：

        如上的参数，我们只需要将文件指针传入fgetc，返回值的类型为int型，如果读取失败，那么返回的值为EOF，使用方法如下:

        使用如上的方法，成功将文件中的字符给打印出来。 

        实现将test.txt文件中的数据拷贝到data.txt中去（先将test.txt中放入很多的数据），如下代码操作：

        利用此操作，成功的将test.txt中的数据全拷贝到了新的文件中去。 

5.2 fgetc和fputs函数 

        这两个函数和以上两个函数很相似，不过区别在上面两个函数读写一个字符，而这两个函数读写字符串。同样的，fgets函数为文本输入函数，适用于所有的输入流，fputs函数为文本输出函数，适用于所有的输出流。

对于fputs函数的使用：

         该函数传入的第一个参数为字符串，第二个参数为文件指针，返回类型为int，具体的使用如下：

        该操作将字符串dagsd写入到了文件中。 

        对于fgets该函数的操作：

        对于以上的fgets函数，需要传入三个参数，其中第一个参数为字符指针，第二个为需要读取字符的数量，第三个为文件指针，返回类型为char*，对于以上函数的使用如下：

         如上图所示，将文件中的前五个字符读入了arr数组中，然后还会在后面加上一个’/0‘。对于以上的操作，我们大多都是以文件为流的形式进行距离，实际上我们也可以通过标准流进行输入输出，如下：

        如上图所示，可以由我们输入之后在输出。 

5.3 fprintf和fscanf函数

        对于这两个函数，其中fprintf的功能为格式化输出函数，fscanf为格式化输入函数，这两个函数都适用于所有的输入流输出流。具体的用法如下：

        对于fprintf函数：

        如上图对比，fprintf的参数相对于printf仅仅多了一个文件指针变量，所以相对于fprintf的使用，我们只需要参照平时对printf函数的使用，在前面加一个文件指针。所以具体的用法如下：

        通过以上就便于将一些结构体类型的数据写到文件中去。

        对于fscanf函数，如下：

        同以上的fprintf一样，相对于fscanf与scanf的区别仅仅只在比scanf多一个文件指针参数， 对于fscanf的使用如下：

        如上图所以，可以成功的将文件中的数据写入到新的变量之中，然后将其输出出来。 

5.4 fwrite和fread函数

        这两个文件函数相对于以上三对函数有着很大的区别，这两个函数为二进制输入输出函数，仅仅适用于文件输入输出流，fread为二进制输入，fwrite为二进制输出函数。

        对于fwrite函数：

         这个函数是直接将一个数据块写入到文件中去，其中第一个参数为要写数据块的首地址，第二个参数表示这个数据块所占的细节，第三个参数表示要写入多少个这样的数据块，最后一个就是一个文件指针变量。具体用法举例如下：

        如上图所示对于fwrite函数的用法，对于该函数，因为是二进制，所以在读写的时候使用“wb”，“rb”。对于打开的文件中为什么是乱码的形式，是因为二进制文件在文本文件中的不能正确的显示。

        对于fread函数：

        该函数的作用是把文件中的数据写count个，每个元素的大小为size，然后写道指针ptr指向的地址处，以上的四个参数与fwrite的四个参数一样。

         如上的操作，我们将文件中的数据写到stu2变量中。

6.随机读写

        对于随机读写，一共包含三个函数：fseek、ftell、rewind

6.1 fseek函数

        该函数的作用是根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针，具体的解释如下：

        对于该函数，传入的参数第一个为文件指针，第二个为偏移量，第三个为起始位置，即就是根据相对于起始位置的偏移量来移动文件指针，对于起始位置：

        一共有三种选择，SEEK_SET为文件指针当前位置，SEEK_CUR为文件指针当前位置，SEEK_END为文件指针的末尾位置。具体的使用方法如下，先将test.txt中的内容改为abcdef。

        以上就为通过feek来修改文件指针所指向的位置。

6.2 ftell函数

        ftell函数的作用为返回当前文件指针相对于起始位置的偏移量。

        该函数的仅仅只需要传入文件指针即可，使用较为简单，如下：

        以上就为ftell函数的使用。

 6.3 rewind函数

        rewind函数的作用为将文件指针的位置回到文件的起始位置。

        仍然只需要传入文件指针为参数。

        简单用法举例： 

7.文件读取结束的判定

        在文件的读取中，有时对于文件的结束，可能出于一些其他的原因，但是最后也并未自动显示出来，所以我们需要使用相对应的函数，来判断函数结束的原因。

        feof函数：当文件读取结束的时候，用来判断读取结束的原因是否是：遇到文件末尾而结束。

        ferror函数：用于判断文件读取结束时，是否是因为错误而结束的。 

        对于文本文件读取是否结束，我们需要判断返回值是否为EOF或者NULL，fgetc判断为EOF，fgets函数判断为NULL。

        二进制文件读取是否结束，判断返回值是否小于实际要读的个数，如：fread判断返回值是否小于实际要读取的个数，具体的应用实例如下：

        对于文本文件：

        对于二进制文件：

        以上的这两段代码就是对文件读取结束时的判定的应用。