1.文件操作

1.1 概述：

我们进行的所有操作都是在计算机内存中进行的，并且我们所操作的数据也是存放在计算机内存中的，一旦我们退出了程序，内存空间就会被释放并回收，而这个过程中我们所操作的所有的数据也将不复存在。如此，我们无法将数据真正保留下来，只能在每次运行程序时重新进行输入，重新录入信息，使用起来极为不便。

1.1.1 为什么使用文件：

我们希望将数据保留在本地，只有当我们进行删除操作时，才将对应的数据删除掉，即尝试实现数据的持久化。而我们实现数据持久化的方式一般有两种：使用数据库或将数据存放至本地磁盘中。

目前还没有接触到数据库的知识，于是我们便通过学习文件操作，来将我们的数据存放至我们计算机的本地硬盘中，从而实现数据的持久化。

1.1.2 什么是文件：

我们通常所说的文件，一般是指存放在我们计算机本地硬盘上的文件。但是在我们的程序设计中(根据文件功能分类)，指的是程序文件与数据文件两种文件。

①.程序文件：

程序文件主要包括源程序文件、目标文件和可执行程序文件。

源程序文件（后缀为 .c）

目标文件（ Windows 环境下后缀为 .obj）

可执行程序文件（ Windows 环境下后缀为 .exe）

②.数据文件：

数据文件的内容不一定是程序，而是程序运行过程中所进行读写的数据，比如程序运行中需要从中读取的数据，或者程序运行完毕所输出的文件。

今天所讨论的，正是数据文件的相关操作

在前面所有内容的学习中，我们所有的输入输出，其操作对象都是终端，均为从键盘读取输入内容，并将处理结果输出致我们的计算据显示器上进行反馈。而今天我们的目的则是将数据信息输入至我们的本地磁盘上，当我们想要对数据进行操作时，便从本地硬盘进行读取。

③.文件名：

文件和我们人类有自己的名字一样，也需要有一个文件标识符，文件名的存在就是为了便于我们进行识别和引用。

而一个文件的文件名由三部分组成：文件路径 + 文件名主干 + 文件后缀

以文件名“ c:\code\test.txt ”为例：

文件路径为“ c:\code\ ”，表示文件存放在硬盘 C 盘下的 code 文件夹内。

文件名主干为“ test ”，表示该文件的文件名为 test。

文件后缀为“ .txt ”，表示该文件的文件类型为文本文件。

2. 文件顺序读写：

2.1 文件的打开和关闭：

我们在使用或操作我们的文件之前，首先需要在我们的程序中及将其打开

①.文件指针：

首先需要了解一下文件指针这个概念，这是因为不光是文件的打开与关闭，包括后面我们在对我们的文件进行操作时，也都是通过文件指针实现的。

在缓冲文件系统中，最关键的一个概念就是“ 文件类型指针 ”，即我们通常所说的“ 文件指针 ”。并且我们要知道，我们使用的每一个文件都在内存中开辟了相应的文件信息区，用于存放该文件的相关信息，并且这些信息都保存在一个结构体变量中。

并且这样的结构体类型是有系统声明的，取名为 FILE。

例如在 Visual Studio 的头文件stdio.h中（非自定义结构体类型）就有该类型的声明：

struct _iobuf 
{
        char *_ptr;
        int   _cnt;
        char *_base;
        int   _flag;
        int   _file;
        int   _charbuf;
        int   _bufsiz;
        char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;

使用不同的 C 语言编译器，FILE 类型中所包含的信息可能不完全相同，但是都大同小异。每当我们打开一个本地文件时，系统就会依据我们打开的文件的情况自动创建出一个 FILE 结构的变量，并填充该结构内的信息。而这个由系统创建出来并填充的 FILE 结构变量，就是通过一个 FILE 类型文件指针类进行调用和维护的。

FILE* p;
//定义一个文件指针p

像这样，我们就能创建出一个文件指针，而接下来就可以使这个文件指针 p 指向某个文件信息区（FILE 类型的结构体变量），并通过该文件信息区中所保存的信息来访问本地硬盘内的文件了。通过使用文件指针就可以找到与其相关联的文件了。

②.文件的打开与关闭：

应在读写文件之前打开文件，并在文件读写结束后关闭文件。同时ANSI C规定，使用 fopen 函数(file open)来打开文件，用 fclose 函数（file open）来关闭文件。

什么是ANSI C、ISO C、C89、C90标准？

随着C语言使用得越来越广泛，出现了许多新问题，人们日益强烈地要求对C语言进行标准化。1983年，美国国家标准协会（ANSI）组成了一个委员会，X3J11，为了创立C的一套标准。经过漫长而艰苦的过程，该标准于1989年完成，这个版本的语言经常被称作ANSI C，或有时称为C89（为了区别C99）在1990年，ANSI C标准（带有一些小改动）被美国国家标准协会（ANSI）采纳为ISO/IEC 9899:1990。这个版本有时候称为C90或者ISO C。综上，ANSI C、ISO C、C89、C90其实是同一种标准。

open 函数的使用方式为：

FILE* p = fopen(const char* filename, const char* mod);

1.其中“ const char* filename ”指文件名（是字符串，文件名即文件标识符）。

2.其中“ const char* mod ”指文件打开模式（也是字符串，后面会列出）

int main()
{
  //打开文件：
  FILE* p = fopen("test.txt", "r");
  //以"r"，即只读模式打开文件c:\code\test.txt
    //默认路径为.c文件同目录下
  if (p == NULL)
  //判断文件打开是否成功
  {
    perror("FILEOPEN");
    //打开失败打印错误原因并退出
    return 1;
  }
    printf("success\n");
  return 0;
}

fclose 函数的使用方式为：

fopen(FILE* strname);
• 1

“ FILE* strname ”指的是指向期望关闭文件的文件指针。

因为我们在打开文件时没有特意注明路径，则默认路径为 .c 文件的同目录下。为了验证我们代码的正确性，我们在该目录下创建“ test.c ”文件用于代码测试：

int main()
{
  //打开文件：
  FILE* p = fopen("test.txt", "r");
  //以"r"，即只读模式打开文件c:\code\test.txt
  if (p == NULL)
  //判断文件打开是否成功
  {
    perror("FILEOPEN");
    //打开失败打印错误原因并退出
    return 1;
  }
  printf("open success\n");
  //验证文件是否成功打开
  fclose(p);
  p = NULL;
  if (p == NULL)
  {
    printf("close success\n");
    //验证文件是否成功关闭
  }
  return 0;
}

③.文件打开模式：

2.2.文件的顺序读写：

这其中较为常用的就是 fputc 函数与 fgetc 函数，我们一般就通过这两个函数来实现对文件内容的顺序读写。

这两个函数的使用方式为：

fputc(const char charname, FILE* strname);
fget(FILE* strname);

首先文本文件 test.txt 中的内容为空，没有内容

接下来我们使用“ 写 ”模式打开该文件，并在判断非空后使用 fputc 函数来进行顺序写入：

int main()
{
    FILE* p = fopen("test.txt", "w");
    //文件打开模式为“写”
    if (p == NULL)
    {
      perror("FILEOPEN");
      return 1;
    }
    char ch = 'a';
    for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
    {
      fputc(ch, p);
        //使用 fputc 函数顺序写入小写字符a~z
    }
    fclose(p);
    p = NULL;
    return 0;
}

我们等待程序编译运行并完成数据写入后关闭程序，这时我们来到本地文件中查看硬盘中本地文件的数据写入情况：

我们看到本地文件中的内容已经实现了数据的顺序写入。