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文件操作和IO—初识文件

news 来源：原创 2025/5/21 10:38:12

认识文件

狭义上的文件（file），是针对硬盘这种持久化存储的IO设备，当我们想要进行数据保存的时候，往往不是保存成一个整体，而是独立成一个个的单位进行保存，这个独立的单位就被抽象成文件的概念，类似于办公桌上一份份文件一样。

计算机中存储数据的设备：对于计算机来说，“文件”是一个广义的概念，硬盘上的普通文件，硬盘上的目录（文件夹），很多的硬件设备，都是被操作系统抽象成了文件（键盘、显示器、网卡……）

作为程序员，我们并不关心硬盘的内部物理结构，写代码时并不涉及这些结构细节，操作系统都帮我们封装好了。操作系统有一个专门的模块，把硬件细节封装好，提供统一的API来给程序员调用。

文件除了有数据内容之外，还有一部分信息用来描述文件，例如：文件名，文件类型，文件大小等，它们并不作为文件的数据存在，我们把这部分信息视为文件的原信息。

树形结构和目录

随着文件的数目越来越多，就要对文件进行系统管理。文件的管理按照树型结构来进行组织，这样，一种专门用来存放管理信息的特殊文件就诞生了，也就是我们平时所用的目录（文件夹）的概念。

文件路径

操作系统，使用“路径” 这样的概念来描述一个具体文件的位置，形如：

使用路径，可以定位我们一个唯一的文件，从树型结构的角度看，树中的每一个结点，都被一条从根部开始（Windows系统从盘符开始），一级一级往下走，一直到当前结点，把中间经过的所有目录的名字都串起来，使用"/"或者"\"分割，就形成了路径。

1、绝对路径

从根节点出发（Windows从盘符开始），一层层最终到达目标文件。

2、相对路径

需要先指定一个“工作目录”，从当前目录出发，找到目标文件。

举个例子：

在我们当前路径下有一个test.txt文件。

那么它的绝对路径就是：C:\User\寻梦缘6\test.txt

假设工作目录为：C:\User

此时的相对路径为:./寻梦缘6/test.txt(此处的第一个.表示当前目录)

假设工作目录为：C:\User\寻梦缘6

此时的相对路径为:./test.txt

在User这个目录里还有一个寻梦缘7这个目录：

假设工作目录为：C:\User\寻梦缘7

此时的工作目录就应该为：../寻梦缘6/test.txt(此处的..表示上一级目录)

实际开发中，我们更多使用的是相对路径。

操作系统中，分割了目录的各个部分，正统是使用“/”，后来有一个系统横空出世，叫做DOS（微软早期的成名战）

据说，DOS本身也是用“/”进行分割，但是临上线的时候，产品经理突然改需求了，非得用“\”来进行分割，结果改成“\”，用户都不买账，一顿喷！！！后来DOS就退而求其次，同时能够支持“/”和“\”了。我们现在的Windows是属于DOS的继任者，也就继承了上述设定。但是Linux这样的系统，都使用的是“/”。所以我们在此，尽量都写作“/”进行统一。

写作“\”时，可能还需要转义字符进行转义，比如C语言时期的常见题：

拓展：everthing这个软件能够很快速地搜索出文件的路径，几乎都是秒出结果，比系统自带的搜索快多了。那everything为什么能这么快搜索到当前路径下的文件呢？核心思路：空间换时间。

everything中内置了一个小的数据库，会在安装好之后，把我们整个文件系统进行遍历，把信息都拿到之后，存储到内置的数据库中，后续我们使用everything的时候就不是去遍历了，而是直接去内置的数据库里面进行查询，而且everything还能感知到我们硬盘的变化，如：新建文件/删除文件/重命名，感知到这些变化后，就会去更新内置的数据库。而且everything扫描系统的时候，并非是扫描目录，而是用到了NTFS（Windows自带的文件系统）内置的索引信息。