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一、为什么使用文件？

我们以创建变量举例，假设我们创建一个整型变量b，并且我们将它初始化为100，这样我们写的数据是储存在电脑的内存中的，然后我们退出程序，内存回收，数据就丢失了，等到再次运行程序的时候是看不到上一次程序的数据的。那我们能不能把它长久保存下来呢？这就需要用到文件，文件是保存在磁盘上的，使用磁盘（文件）来储存数据我们就可以对数据进行持久化储存。

二、文件分类

• 程序文件：包括源程序文件（后缀为.c）目标文件（在windows环境下后缀为.obj）可执行程序（在windows环境下后缀为.exe）。
• 数据文件：文件也不一定都是程序，也有可能文件中存放的是程序运行时读写的数据，这就是数据文件。

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。
文件名包含三个部分：文件路径 + 文件名主干 + 文件后缀
例如：c:\code\test.c 中的c:\code\就是文件路径，test就是文件名主干，.c就是文件后缀。

二进制文件和文本文件：
根据数据的组织形式，数据被称为二进制文件和文本文件。
数据在内存中是以二进制的形式存储的，如果它不加转换的输出到外存的文件中，就是二进制文件，如果要求在外存的基础上以ASCll码的形式存储，这时候就需要在储存前转换，以ASCll码形式储存的文件就是文本文件。

三、文件的打开和关闭

文件在读之前需要先打开文件，这时候你就需要一枚钥匙（fopen），在使用之后你还要关闭文件，这时候你需要一把锁（fclose）。

这两个函数都在#include <stdio.h>下，接下来我们来讲解这两个函数。
首先来看fopen的函数原型：

FILE* fopen(const char* filename,const char*mode);
//filename就是你要打开的文件名
//mode是你要以什么方式打开，像读、写等等

打开完成后fopen会返回一个FILE*类型的指针用于文件操作，如果打开失败fopen会返回空指针（NULL），所以通常我们需要对fopen的返回值进行判断。
关于文件的使用方式可以参照以下表格：

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)	像文本文件末尾添加数据	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

等等还有很多种操作，这里小编只列举了这几种方式来进行解释。
之后是fclose的函数原型：

int fclose(FILE* stream);
//stream是指向文件的FILE*类型的指针

示例：
首先我不创建text.c的文件：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.c", "r");if (pf == NULL){printf("打开失败");}else{printf("打开成功");}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

之后我再创建文件：

结果：

四、文件的顺序读写

既然我们已经可以打开关闭文件了，那总要做点什么吧，比如说往文件里面写一些数据，或者读一些数据，这时候就需要用到我们的函数，首先介绍顺序读写，之后介绍随机读写。

函数名	功能	适用于
fgetc	字符输入函数	所有输入流
fputc	字符输出函数	所有输出流
fgets	文本行输入函数	所有输入流
fputs	文本行输出函数	所有输出流
fscanf	格式化输入函数	所有输入流
fprintf	格式化输出函数	所有输出流
fread	二进制输入	文件输入流
fwrite	二进制输出	文件输出流

4.1fputc

函数原型：

这个函数的作用是向stream指向的文件中写东西。
注意：fputc是向文件中写数据，文件打开方式应该使用"w"
示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件for (int i = 'a';i < 'z';i++){fputc(i, pf);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

程序执行前：

程序执行后：

4.2fgetc

函数原型：

fgetc函数的作用是从文件中读取数据，我们可以把读取到的数据打印在屏幕上。

注意：此时是从文件中读取数据是只读的情况，所以文件打开方式应该选用“r”，当文件中的字符被逐个读完之后没有字符可读，或者一开始就没有字符可读时，fgetc函数会返回EOF(-1)，所以我们可以以EOF来判断是否读取结束。

示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int c = 0;while ((c = fgetc(pf)) != EOF){printf("%c ", c);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

4.3fputs

函数原型：

注意：向文件中写入字符串，打开文件方式用“w”

实例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件fputs("hello world\n", pf);fputs("hello new world\n",pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

4.4fgets

函数原型：

示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件char c[101];char s[101];fgets(c, 13, pf);fgets(s, 16, pf);printf("%s", c);printf("%s", s);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

使用fgets的注意事项：
1、当你要求它读取8个字符的时候他其实会从文件中读取7个字符剩下的那个字符空间他会用来储存‘\0’。
2、不知道大家有没有发现我的打印函数里面都没有添加换行符，但打印出来却换行了，这是因为fgets读取到了文件行末尾的换行符。

4.5 fprintf

函数原型：

首先函数的第一个参数是指向文件的FILE*指针，第二个参数是传入数据的形式，像%d、%f这些。
示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件fprintf(pf, "%d %lf %c", 100, 3.14, 'a');fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

4.6 fscanf

函数原型：

示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int n;double d;char c;//读文件fscanf(pf, "%d %lf %c", &n,&d,&c);printf("%d\n", n);printf("%f\n", d);printf("%c\n", c);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

4.7 fwrite

函数原型：

其中ptr指针指向的是要传文件数据的数组，size是一次传送的字节大小，count是传送的次数，stream是FILE*类型的指针。此时文件的打开方式应该是“wb”。

示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "wb");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件int a[] = { 1,2,3 };fwrite(a,sizeof(a[0]),3,pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

当我们以二进制的形式存入数据的时候，它给出的结果我们已经识别不出来了，我们转化为2进制再看一下：

以二进制的方式打开我们发现的确储存了1，2，3，而且是以16进制的形式储存的和内存的储存形式相同。

4.8 fread

函数原型：

其中ptr指针指向的是要存放数据的数组，size是从文件读取的字节大小，count是读取的个数，stream是FILE*类型的指针。此时文件的打开方式应该是“rb”。

示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "rb");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int arr[4] = { 0 };for (int i = 0;i < 3;i++){fread(arr + i, sizeof(arr[0]), 1, pf);printf("%d ", arr[i]);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

五、文件的随机读写

5.1 fseek

函数原型：

第一个参数是一个FILE*类型的指针，第二个参数是偏移量，第三个参数是参照系。那这个具体是什么意思呢？就是选择一个参照系，比如我选择文件开头，然后偏移量选择3，那就是从文件中第三个字符开始读取的意思。

关于参照系这里有一个表格，它一共有三个取值：

SEEK_SET:文件的开始位置
SEEK_CUR:光标的当前位置
SEEK_END:文件末尾位置

示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件char arr[10];fseek(pf, -11, SEEK_END);arr[0] = fgetc(pf);fputc(arr[0], stdout);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

另外两个origin取值也是相同的用法。

5.2 ftell和rewind

ftell的函数原型：

它只有一个参数就是文件指针，它的作用是返回光标当前位置。

rewind的函数原型：

它也只有一个参数就是文件指针，它的作用是让光标回到文件的起始位置。

示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件char arr[10];fseek(pf, -11, SEEK_END);arr[0] = fgetc(pf);fputc(arr[0], stdout);long int n = ftell(pf);printf("\n%ld\n", n);rewind(pf);n=ftell(pf);printf("%ld", n);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

六、文件读取结束的判定

C语言中有一个函数是feof，它的作用是当文件读取结束的时候，判断读取的原因是不是遇到文件尾而结束。
注意：在文件读取的过程中不能用feof函数的返回值直接判断文件是否结束。
它的函数原型：

那如何判断文件是否读取结束呢？
对于文本文件
例如：fgetc判断返回值是不是EOF，fgets判断返回值是不是NULL。
对于二进制文件
二进制文件是否读取结束，是判断返回值是不是小于实际要读的个数。
例如：fread判断返回值是否小于实际要读的个数。

示例：

#include<stdio.h>int main()
{FILE* pf;pf = fopen("text.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int c;while ((c = fgetc(pf)) != EOF){putchar(c);}if (ferror(pf))//判断是不是异常结束{printf("\nI/O error when reading");}else if (feof(pf))//判断是不是正常结束{printf("\nEnd of file reached successfully");}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

结果：

七、文件缓冲区

ANSI C 标准是采用“缓冲文件系统”处理数据文件的，所谓缓冲文件系统是指系统自动地在内存中为程序中每一个正在使用的文件开辟一块“文件缓冲区”。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓冲区，装满缓冲区后才一起送到磁盘（文件）上。如果从磁盘向计算机读入数据，则从磁盘文件中读取数据输入到内存缓冲区（充满缓冲区），然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。缓冲区的大小根据C编译系统决定的。

例如：
当我们输入数据时，系统会开辟一个输入缓冲区，假设这个缓冲区的大小是固定的，我们输入数据时它会等到缓冲区被充满后在一起送到磁盘上，输出缓冲区也是这样。这样就大大解放了程序的空间和时间，使计算机能够同时处理更多的事。

总结
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