一.为什么使用文件
如果没有⽂件,我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中,如果程序退出,内存回收,数据就丢失 了,等再次运⾏程序,是看不到上次程序的数据的,如果要将数据进⾏持久化的保存,我们可以使⽤ ⽂件。
二.什么是文件
磁盘(硬盘)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(从⽂件功能的⻆度来分类 的)。
1.程序文件
程序⽂件包括源程序⽂件(后缀为.c),⽬标⽂件(windows环境后缀为.obj),可执⾏程序(windows 环境后缀为.exe)。
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。
这里讨论的是数据⽂件。 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。
3.文件名
⼀个⽂件要有⼀个唯⼀的⽂件标识,以便⽤⼾识别和引⽤。 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 为了⽅便起⻅,⽂件标识常被称为⽂件名。
三.二进制文件和文本文件
根据数据的组织形式,数据⽂件被称为⽂本⽂件或者⼆进制⽂件。
数据在内存中以⼆进制的形式存储,如果不加转换的输出到外存的⽂件中,就是⼆进制⽂件。
如果要求在外存上以ASCII码的形式存储,则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的⽂件就是⽂ 本⽂件。
⼀个数据在⽂件中是怎么存储的呢?
字符⼀律以ASCII形式存储,数值型数据既可以⽤ASCII形式存储,也可以使⽤⼆进制形式存储。 如有整数10000,如果以ASCII码的形式输出到磁盘,则磁盘中占⽤5个字节(每个字符⼀个字节),⽽ ⼆进制形式输出,则在磁盘上只占4个字节(VS2022测试)。
测试代码
#include <stdio.h> int main() { int a = 10000; FILE* pf = fopen("test.txt", "wb"); fwrite(&a, 4, 1, pf);//⼆进制的形式写到⽂件中 fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
在VS上打开二进制
四.文件的打开和关闭
1.流和标准流
1流
我们程序的数据需要输出到各种外部设备,也需要从外部设备获取数据,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⽅便的操作,我们抽象出了流的概念,我们可以把流 想象成流淌着字符的河。 C程序针对⽂件、画⾯、键盘等的数据输⼊输出操作都是通过流操作的。 ⼀般情况下,我们要想向流⾥写数据,或者从流中读取数据,都是要打开流,然后操作。
2.标准流
那为什么我们从键盘输⼊数据,向屏幕上输出数据,并没有打开流呢?
那是因为C语⾔程序在启动的时候,默认打开了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。
这是默认打开了这三个流,我们使⽤scanf、printf等函数就可以直接进⾏输⼊输出操作的。 stdin、stdout、stderr 三个流的类型是: FILE* ,通常称为⽂件指针。 C语⾔中,就是通过 FILE* 的⽂件指针来维护流的各种操作的。
2.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。该结构体类型是由系 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间接找到与 它关联的⽂件。
3.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。
ANSI C 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 ); //关闭⽂件 int fclose ( FILE * stream );
mode表⽰⽂件的打开模式,下⾯都是⽂件的打开模式:
示例代码
/* fopen fclose example */ #include <stdio.h> int main () { FILE * pFile; //打开⽂件 pFile = fopen ("myfile.txt","w"); //⽂件操作 if (pFile!=NULL) { fputs ("fopen example",pFile); //关闭⽂件 fclose (pFile); } return 0; }
五.完结散花
这里,我们只是初步认识了文件和对文件的打开关闭。后期还会有更为细致的讲解~