C文件概述
所谓“文件”是指一组相关数据的有序集合。这个数据集有一个名称，叫做文件名。实际上在前面的各章中我们已经多次使用了文件，例如源程序文件、目标文件、可执行文件、库文件 (头文件)等。
文件通常是驻留在外部介质(如磁盘等)上的，在使用时才调入内存中来。从不同的角度
可对文件作不同的分类。从用户的角度看，文件可分为普通文件和设备文件两种。
普通文件是指驻留在磁盘或其它外部介质上的一个有序数据集，可以是源文件、目标文件、可执行程序；也可以是一组待输入处理的原始数据，或者是一组输出的结果。对于源文件、目标文件、可执行程序可以称作程序文件，对输入输出数据可称作数据文件。
设备文件是指与主机相联的各种外部设备，如显示器、打印机、键盘等。在操作系统中，把外部设备也看作是一个文件来进行管理，把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。
通常把显示器定义为标准输出文件，一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出文件输出。如前面经常使用的 printf,putchar 函数就是这类输出。
键盘通常被指定标准的输入文件，从键盘上输入就意味着从标准输入文件上输入数据。scanf,getchar 函数就属于这类输入。
从文件编码的方式来看，文件可分为 ASCII 码文件和二进制码文件两种。ASCII 文件也
称为文本文件，这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节，用于存放对应的 ASCII 码。
例如，数 5678 的存储形式为：如下
ASCII 码文件可在屏幕上按字符显示，例如源程序文件就是 ASCII 文件，用 DOS 命令 TYPE可显示文件的内容。由于是按字符显示，因此能读懂文件内容。
二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。
例如， 数 5678 的存储形式为：00010110 00101110，只占二个字节。二进制文件虽然也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂。C 系统在处理这些文件时，并不区分类型，都看成是字符流，按字节进行处理。
输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。因此也
把这种文件称作“流式文件”。
文件指针
在Ｃ语言中用一个指针变量指向一个文件，这个指针称为文件指针。通过文件指针就可
对它所指的文件进行各种操作。
定义说明文件指针的一般形式为：FILE*指针变量标识符；
其中 FILE 应为大写，它实际上是由系统定义的一个结构，该结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。在编写源程序时不必关心 FILE 结构的细节。
例如：
FILE *fp；
表示 fp 是指向 FILE 结构的指针变量，通过 fp 即可找存放某个文件信息的结构变量，然后按结构变量提供的信息找到该文件，实施对文件的操作。习惯上也笼统地把 fp 称为指向一个文件的指针。
文件打开与关闭
文件打开函数（fopen）
fopen 函数用来打开一个文件，其调用的一般形式为：文件指针名=fopen(文件名,使用文件方式);其中，“文件指针名”必须是被说明为 FILE 类型的指针变量；“文件名”是被打开文件的文件名；
“使用文件方式”是指文件的类型和操作要求。“文件名”是字符串常量或字符串数组。例如：
FILE*fp;
fplss=("C:\\lss16","rb");其意义是打开 C 驱动器磁盘的根目录下的文件 lss16，这是一个二进制文件，只允许按二进制方式进行读操作。两个反斜线“\\ ”中的第一个表示转义字符，第二个表示根目录。
使用文件的方式有12中：如下：
对于文件使用方式进行几点说明：
1) 文件使用方式由 r,w,a,t,b，+六个字符拼成，各字符的含义是：
r(read): 读
w(write): 写
a(append): 追加
t(text): 文本文件，可省略不写
b(banary): 二进制文件
+: 读和写
2) 凡用“r”打开一个文件时，该文件必须已经存在，且只能从该文件读出。
3) 用“w”打开的文件只能向该文件写入。若打开的文件不存在，则以指定的文件名建立该文件，若打开的文件已经存在，则将该文件删去，重建一个新文件。
4) 若要向一个已存在的文件追加新的信息，只能用“a”方式打开文件。但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。
5) 在打开一个文件时，如果出错，fopen 将返回一个空指针值 NULL。在程序中可以用这一信息来判别是否完成打开文件的工作，并作相应的处理。因此常用以下程序段打开文件：
文件关闭函数（fclose）
文件一旦使用完毕，应用关闭文件函数把文件关闭，以避免文件的数据丢失等错误。
fclose 函数调用的一般形式是：
fclose(文件指针)；
例如：
fclose(fp);
正常完成关闭文件操作时，fclose 函数返回值为 0。如返回非零值则表示有错误发生。
文件读写
字符读写函数
字符读写函数是以字符(字节)为单位的读写函数。每次可从文件读出或向文件写入一个
字符。
1. 读字符函数 fgetc
fgetc 函数的功能是从指定的文件中读一个字符，函数调用的形式为：
字符变量=fgetc(文件指针)；
例如：
ch=fgetc(fp);
其意义是从打开的文件 fp 中读取一个字符并送入 ch 中。
对于 fgetc 函数的使用有以下几点说明：
1) 在 fgetc 函数调用中，读取的文件必须是以读或读写方式打开的。
2) 读取字符的结果也可以不向字符变量赋值，
例如：
fgetc(fp);
但是读出的字符不能保存。
3) 在文件内部有一个位置指针。用来指向文件的当前读写字节。在文件打开时，该指
针总是指向文件的第一个字节。使用 fgetc 函数后，该位置指针将向后移动一个字
节。 因此可连续多次使用 fgetc 函数，读取多个字符。应注意文件指针和文件内部
的位置指针不是一回事。文件指针是指向整个文件的，须在程序中定义说明，只要
不重新赋值，文件指针的值是不变的。文件内部的位置指针用以指示文件内部的当
前读写位置，每读写一次，该指针均向后移动，它不需在程序中定义说明，而是由
系统自动设置的。
#include<stdio.h> main() { FILE *fp; char ch; if((fp=fopen("E:\ca1.txt","rt"))==NULL) { printf("\nCannot open file strike any key exit!"); getch(); exit(1); } ch=fgetc(fp); while(ch!=EOF) { putchar(ch); ch=fgetc(fp); } fclose(fp); }
功能是从文件中逐个读取字符，在屏幕上显示。程序定义了文件指针 fp,以
读文本文件方式打开文件“E:\ca1.txt”，并使 fp 指向该文件。如打开文
件出错，给出提示并退出程序。程序第 12 行先读出一个字符，然后进入循环，只要读出的字符不是文件结束标志(每个文件末有一结束标志 EOF)就把该字符显示在屏幕上，再读入下一字符。每读一次，文件内部的位置指针向后移动一个字符，文件结束时，该指针指向 EOF。
执行本程序将显示整个文件。
写字符函数fputs
fputc 函数的功能是把一个字符写入指定的文件中，函数调用的形式为：
fputc(字符量，文件指针)；
其中，待写入的字符量可以是字符常量或变量，例如：
fputc('a',fp);
其意义是把字符 a 写入 fp 所指向的文件中。
对于 fputc 函数的使用也要说明几点：
1) 被写入的文件可以用写、读写、追加方式打开，用写或读写方式打开一个已存在的
文件时将清除原有的文件内容，写入字符从文件首开始。如需保留原有文件内容，
希望写入的字符以文件末开始存放，必须以追加方式打开文件。被写入的文件若不
存在，则创建该文件。
2) 每写入一个字符，文件内部位置指针向后移动一个字节。
3) fputc 函数有一个返回值，如写入成功则返回写入的字符，否则返回一个 EOF。可用
此来判断写入是否成功。
#include<stdio.h> main() { FILE *fp; char ch; if((fp=fopen("E:\ca1.txt","wt+"))==NULL) { printf("Cannot open file strike any key exit!"); getch(); exit(1); } printf("input a string:\n"); ch=getchar(); while (ch!='\n') { fputc(ch,fp); ch=getchar(); } rewind(fp); ch=fgetc(fp); while(ch!=EOF) { putchar(ch); ch=fgetc(fp); } printf("\n"); fclose(fp); }
行以读写文本文件方式打开文件 ca1.txt。程序第 13 行从键盘读入一个字符
后进入循环，当读入字符不为回车符时，则把该字符写入文件之中，然后继续从键盘读入下一字符。每输入一个字符，文件内部位置指针向后移动一个字节。写入完毕，该指针已指向文件末。如要把文件从头读出，须把指针移向文件头，程序第 19 行 rewind 函数用于把 fp所指文件的内部位置指针移到文件头。第 20 至 25 行用于读出文件中的一行内容。
字符串读写函数
读字符串函数fgets
函数的功能是从指定的文件中读一个字符串到字符数组中，函数调用的形式为：
fgets(字符数组名,n,文件指针);
其中的 n 是一个正整数。表示从文件中读出的字符串不超过 n-1 个字符。在读入的最后
一个字符后加上串结束标志'\0'。
例如：
fgets(str,n,fp);
的意义是从 fp 所指的文件中读出 n-1 个字符送入字符数组 str 中。
//从 ca1.txt文件中读入一个含 10 个字符的字符串。 #include<stdio.h> main() { FILE *fp; char str[11]; if((fp=fopen("E:\ca1.txt","rt"))==NULL) { printf("\nCannot open file strike any key exit!"); getch(); exit(1); } fgets(str,11,fp); printf("\n%s\n",str); fclose(fp); }
写字符串函数fputs
fputs 函数的功能是向指定的文件写入一个字符串，其调用形式为：
fputs(字符串,文件指针);
其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符数组名，或指针变量，例如：
fputs(“abcd“,fp);
其意义是把字符串“abcd”写入 fp 所指的文件之中。
//建立的文件 string 中追加一个字符串。 #include<stdio.h> main() { FILE *fp; char ch,st[20]; if((fp=fopen("string","at+"))==NULL) { printf("Cannot open file strike any key exit!"); getch(); exit(1); } printf("input a string:\n"); scanf("%s",st); fputs(st,fp); rewind(fp); ch=fgetc(fp); while(ch!=EOF) { putchar(ch); ch=fgetc(fp); } printf("\n"); fclose(fp); }
在程序第 6 行以追加读写文本文件的方式
打开文件 string。然后输入字符串，并用 fputs 函数把该串写入文件 string。在程序 15 行 用 rewind 函数把文件内部位置指针移到文件首。再进入循环逐个显示当前文件中的全部内容.
数据块读写函数fread和fwrite
Ｃ语言还提供了用于整块数据的读写函数。可用来读写一组数据，如一个数组元素，一
个结构变量的值等。
读数据块函数调用的一般形式为：
fread(buffer,size,count,fp);
写数据块函数调用的一般形式为：
fwrite(buffer,size,count,fp);
其中:
buffer 是一个指针，在 fread 函数中，它表示存放输入数据的首地址。在 fwrite 函数
中，它表示存放输出数据的首地址。
size 表示数据块的字节数。
count 表示要读写的数据块块数。
fp 表示文件指针。
//从键盘输入两个学生数据，写入一个文件中，再读出这两个学生的数据显示在屏 幕上。 #include<stdio.h> struct stu { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; }boya[2],boyb[2],*pp,*qq; main() { FILE *fp; char ch; int i; pp=boya; qq=boyb; if((fp=fopen("E:\student","wb+"))==NULL) { printf("Cannot open file strike any key exit!"); getch(); exit(1); } printf("\ninput data\n"); for(i=0;i<2;i++,pp++) scanf("%s%d%d%s",pp->name,&pp->num,&pp->age,pp->addr); pp=boya; fwrite(pp,sizeof(struct stu),2,fp); rewind(fp); fread(qq,sizeof(struct stu),2,fp); printf("\n\nname\tnumber age addr\n"); for(i=0;i<2;i++,qq++) printf("%s\t%5d%7d %s\n",qq->name,qq->num,qq->age,qq->addr); fclose(fp); }
定义了一个结构 stu,说明了两个结构数组 boya 和 boyb 以及两个结构指针变量
pp 和 qq 。 pp 指向 boya,qq 指向 boyb。程序第 16 行以读写方式打开二进制文件 “ student ” ，输入二个学生数据之后，写入该文件中，然后把文件内部位置指针移到文件首，读出两块学生数据后显示。
格式化读写函数
fscanf 函数，fprintf 函数与前面使用的 scanf 和 printf 函数的功能相似，都是格式
化读写函数。两者的区别在于 fscanf 函数和 fprintf 函数的读写对象不是键盘和显示器，而是磁盘文件。
这两个函数的调用格式为：
fscanf(文件指针,格式字符串,输入表列);
fprintf(文件指针,格式字符串,输出表列);
文件的随机读写
前面介绍的对文件的读写方式都是顺序读写，即读写文件只能从头开始，顺序读写各个
数据。 但在实际问题中常要求只读写文件中某一指定的部分。为了解决这个问题可移动文件内部的位置指针到需要读写的位置，再进行读写，这种读写称为随机读写。
实现随机读写的关键是要按要求移动位置指针，这称为文件的定位。
文件定位
移动文件内部位置指针的函数主要有两个，即 rewind 函数和 fseek 函数。
rewind 函数前面已多次使用过，其调用形式为：
rewind(文件指针);
它的功能是把文件内部的位置指针移到文件首。
下面主要介绍 fseek 函数。
fseek 函数用来移动文件内部位置指针，其调用形式为：
fseek(文件指针,位移量,起始点);
其中：
“文件指针”指向被移动的文件。
“位移量”表示移动的字节数，要求位移量是 long 型数据，以便在文件长度大于 64KB 时不会出错。当用常量表示位移量时，要求加后缀“L”。 “起始点”表示从何处开始计算位移量，规定的起始点有三种：文件首，当前位置和文件尾。
其表示方法如下表。
fseek 函数一般用于二进制文件。在文本文件中由于要进行转换，故往往计算的位置会出现错误。
文件的随机读写
在移动位置指针之后，即可用前面介绍的任一种读写函数进行读写。由于一般是读写一
个数据据块，因此常用 fread 和 fwrite 函数。
//在学生文件 student中读出第二个学生的数据。 #include<stdio.h> struct stu { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; }boy,*qq; main() { FILE *fp; char ch; int i=1; qq=&boy; if((fp=fopen("E:\student","rb"))==NULL) { printf("Cannot open file strike any key exit!"); getch(); exit(1); } rewind(fp); fseek(fp,i*sizeof(struct stu),0); fread(qq,sizeof(struct stu),1,fp); printf("\n\nname\tnumber age addr\n"); printf("%s\t%5d %7d %s\n",qq->name,qq->num,qq->age, qq->addr); }
前面我们已经建立了student，本程序用随机读出的方法读出第二个学生的数据。程序中定义 boy 为 stu 类型变量，qq 为指向 boy 的指针。以读二进制文件方式打开文件 ，程序第 22 行移动文件位置指针。其中的 i 值为 1，表示从文件头开始，移动一个 stu 类型的长度，然后再读出的数据即为第二个学生的数据。
C库文件
Ｃ系统提供了丰富的系统文件，称为库文件，C 的库文件分为两类，一类是扩展名为".h"的文件，称为头文件，在前面的包含命令中我们已多次使用过。在".h"文件中包含了常量定义、 类型定义、宏定义、函数原型以及各种编译选择设置等信息。另一类是函数库，包括了各种函数的目标代码，供用户在程序中调用。 通常在程序中调用一个库函数时，要在调用之前包含该函数原型所在的".h"
