C语言-文件操作（1）

1.为什么使用文件

我们前面学习结构体时，写通讯录的程序，当通讯录运行起来的时候，可以给通讯录中增加、删除数据，此时数据是存放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，等下次运行通讯录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很难受。

我们在想既然是通讯录就应该把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。

这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。

使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。

2.什么是文件

磁盘上的文件是文件。

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（从文件功能的角度来分类的）。

2.1 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）。

2.2 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。

本章讨论的是数据文件。

2.3 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

为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

3.文件的打开和关闭

3.1 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.

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FIFE*的指针变量：

FIFE* 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找到与它关联的文件。

3.2 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。

ANSIC 规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件

//打开文件
FIFE * fopen(const char * filename,const char * mode);
//关闭文件
int flclose(FIFE * stream);

filename是要打开的文件名，mode是打开方式。

打开方式如下：

下面我们来打开一个文件：

假设是用“r”（只读）的打开方式，如果打开失败就会出错，并且返回一个空指针。

#include<stdio.h>
int main()
{
  FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  //关闭文件
  return 0;
}

运行结果：

可以看到打开失败了，因为我们此时的文件夹里并没有“data.txt”这个文件：

那如果我们在这个文件夹里创建一个"data.txt"文件呢？

再运行一下：

没有报错，说明打开成功了。

下面我们再试着用“w”（只写）的打开方式，上述表格中提到，如果文件不存在，它会自动创建一个文件：

记得在写之前删掉之前创建的"data.txt"文件。

int main()
{
  FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  //关闭文件
  return 0;
}

运行前没有"data.txt"文件：

运行后就自动创建了一个“data.txt”文件：

那如果我们要在桌面上打开一个"data.txt"文件还能使用上述代码吗？

不行，上述代码是相对路径，如果我们要在指定的地方打开文件，就要给它一个位置，然后才能在指定的位置打开，这叫做绝对路径。

想要在桌面打开，把它的位置复制在fopen中就行：

#include<stdio.h>
int main()
{
  //绝对路径
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Sun yihang\\Desktop\\data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  //关闭文件
  return 0;
}

注意位置中存在斜杠"\"，可能会形成转义字符，需要在其前面再用斜杠"\"转义一下。

这样就可以在桌面创建一个"data.txt"文件了。

当然，我们也可以在当前目录底下的x64文件中创建一个"data.txt"文件：

在路径前面加上一个点操作符“.”即可。

#include<stdio.h>
int main()
{
  //绝对路径
  FILE* pf = fopen(".\\x64\\data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  //关闭文件
  return 0;
}

我们也可以在当前目录的上一级中的x64文件中创建一个"data.txt"文件：

在路径前面加上两个点操作符“..”即可。

#include<stdio.h>
int main()
{
  //绝对路径
  FILE* pf = fopen("..\\x64\\data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  //关闭文件
  return 0;
}

以上就是打开文件的具体操作了，下面是关闭文件：

#include<stdio.h>
int main()
{
  //绝对路径
  FILE* pf = fopen("..\\x64\\data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

4.文件的顺序读写

4.1 顺序读写函数介绍

上文中，我们知道了要读写一个文件，要经历打开文件、读写文件、关闭文件。

但是我们在之前使用printf和scanf函数时好像并没有进行以上过程，直接就在键盘上输入，屏幕上输出了，这是什么原因呢？

因为，C语言程序，只要运行起来，就默认打开了3个流：

1. 标准输入流：stdin

2. 标准输出流：stdout

3. 标准错误流： stderr

这3个流的类型都是 FILE*。

这里说到的流，其实是一个抽象的概念，我们知道计算机的输入输出的外部设备很多，每次进行读写操作时可能使用的设备都不同，这时，抽象出来一个流的概念，不管使用什么设备进行读写，都将数据输入或输出到流里面去，程序员只需知道程序怎么和流进行交互就行。

字符输出函数 fputc：

int fputc ( int character, FILE * stream );

它的功能是：把字符（character）写入到流（stream）中去，每次写一个字符。

示例：

#include<stdio.h>
int main()
{
  FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //写文件
  fputc('a', pf);
    fputc('b', pf);
    fputc('c', pf);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

这就写进去abc三个字符了：

我们也可以使用循环将26个字母都写进去：

#include<stdio.h>
int main()
{
  //绝对路径
  FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //写文件
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 26; i++)
  {
    fputc('a' + i, pf);
  }
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

如果我们要打印到屏幕上，用stdout就行：

其实用stderr也能打印到屏幕上：