C语言中的文件操作
大家好，今天为大家带来C语言中关于文件操作的相关知识
1.我们为什么要使用文件？
我们写的程序是储存在电脑的内存中的，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，我们可以把数据放在硬盘上的文件上进行保存。
2.程序文件的分类
在程序文件中，我们一般谈的有两种：程序文件、数据文件（按功能的角度分类）
2.1程序文件
程序文件包括源程序文件（后缀为.c），目标文件（windows环境下后缀为.obj）和可执行文件（windows环境下后缀为.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
3.二进制文件和文本文件
我们知道，数据是以二进制的形式存在内存中的，如果我们不加转化的把二进制形式的数据存在外存的文件中，这种文件就是二进制文件；而先将数据转换为ASCII值的形式，再存在外存的文件中，这就是文本文件。
举个例子：
我们要将10000存在磁盘中，那么下图中的上方就是以ASCII码值的形式存放的（1的ASCIII值为49，0的ASCII码值为48）。下面就是以二进制的形式存放的。
4.文件的打开和关闭
4.1流和标准流
4.1.1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——当我们要向"流"里写数据或从"流"里读取数据时就要打开"流"
4.1.2标准流
在程序启动的时候会默认打开3种流：
- 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
这样就知道了我们在程序运行的时候并没有打开流，但我们还能在键盘上读取数据及在显示屏上输出数据的原因了
4.2.文件指针
在C语言中我们是以文件指针（类型是FILE*）来进行流的各种操作的
在C语言的头文件stdio.h中有以下文件类型声明：
struct _iobuf
{
char *_ptr;
int _cnt;
char *_base;
int _flag;
int _file;
int _charbuf;
int _bufsiz;
char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf 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
4.3文件的打开和关闭
ANSIC规定使用fopen函数来打开文件fclose函数来关闭文件
4.3.1 fopen函数
其中参数filename是待打开的文件名，mode是打开文件的方式，函数的返回类型是FILE*的指针
文件打开方式如下：
举个例子：
我们要在不存在的 " test.txt " 上分别要写和读文件
读文件：
写文件：
可以看到当我们读不存在的文件时，编译器直接报错，意思是你指定的文件或文件夹路径不存在。
而当我们去写一个不存在的文件时，会自动新建一个文件。
其他操作同理.....
4.3.2 fclose函数
其中stream是文件指针所指向流的对象，返回值为整型，若成功关闭返回0，若失败返回EOF
当然，我们可以在文件关闭后将文件指针设为空指针，以此来避免成为野指针
5.文件的顺序读写
5.1文件顺序读写函数介绍：
上面的所有输入流包括标准输入流在内的所有输入流（如：文件输入流），所有输出流同理。
下面对上述函数举例：(我现在在 " test . txt " 文件里写了以下字符串)
5.1.1 fgetc函数（向指定文件读取字符）
fgetc函数读取字符从FILE*指针指向文件（流）的第一个字符开始（其他函数的该参数作用大致相同，对此下文不再解释）
每读一个字符文件中的光标向后移一位（下文同理），
返回类型为int类型，是因为所有字符可用唯一的ASCII码值表示，且当读到文件末尾时返回EOF（-1）
5.1.2 fgets函数（向指定文件读取字符串）
其中str是用来接收文件内容的字符数组（因为数组的数组名就是首元素地址，所以直接传数组名就行），num是拷贝的字符个数
注：
a. fgets实际上一次性只拷贝num - 1个字符，因为最后要放入' ' ，所以num应该是>=2的
b. 当字符储存到 ' '（换行符）时下一个字符会直接存入 ' '
c. 当遇到文件末尾时会返回空指针（NULL）
5.1.3 fscanf函数（向指定文件读取字符，不包含空格）
与scanf函数参数大致相同，只有一个FILE指针所指向的输入流不同
当然我们若在文件指针FILE*处写上stdin（标准输入流），就能实现scanf函数的功能（在键盘上读取数据）
5.1.4 fputc函数（向指定文件输入字符）
现在我们将" test . txt "文件内的内容清空便于观察
参数character，就是输入的字符（上文有说为什么是整型）
程序执行成功就不会报错，我们打开文件查看就行了，当然也可以用fgetc（fgets、fscanf）函数检验（要先换成"读"的形式打开文件）
5.1.5 fputs函数（向指定文件输入字符串）
和上面同理：将字符串str的内容拷贝到指定的文件（流）里
5.1.6 fprintf函数（向指定文件输入字符串）
同样的，这个函数和printf函数只有一个参数不同
当然我们若在文件指针FILE*处写上stdout（标准输出流），同样可以代替printf函数
5.1.7 fwrite函数（向文件中以二进制的形式存入数据）
打开文件方式用" wb "，
返回类型是放入字符的个数
ptr为指向要写入的元素数组的指针，转换为cont void*
size为写入元素的字节大小
count为每一次要写入元素的数目
可以看见虽然我们把数据放进去了，但是我们读不懂，这是给计算机识别的，当然我们可以用其他方式来读取（以VS为例）
我们按照以上操作步骤，就能看见数据在内存中储存的形式（VS是小端存储）
这也就代表数据确实存入文件中里了
5.1.8 fread函数（向文件中以二进制的形式读取数据）
参数方面与fwrite函数相同
我们就以上文已经输入的数据为例
可以看到fread函数把文件中的数据成功读取并拷贝到数组中
6.文件的随机读写
当我们想要在文件中的某一个位置补充内容（或读取某一个指定的内容），我们若使用上面的函数会比较麻烦，那么有没有其他的方法呢？
这时候要用到 fseek 、 ftell 和 rewind 这三个函数了，这三个函数可以移动光标位置
6.1 fseek函数
其中offset参数是距离origin的偏移量（关于偏移量在我上一篇博客有具体描述，在此不过多赘述）
origin具体内容如下：
大致意思为：
SEEK_SET为文件起始位置
SEEK_CUR为光标当前所在位置
SEEK_END为文件末尾
举个例子：现在我将以下内容放在文件中，现在要读取 ' w ' 这个字符
我们有以下三种方法：
a. 目标字符与文件开头的偏移量为6，orogin取SEEK_SET
b. 我们先假设把光标指向 " hello " 的 ' o ' 处（' w ' 与 ' o ' 的偏移量为2），orogin取SEEK_CUR
c. 目标字符与结尾的偏移量为5，orogin取SEEK_END
6.2 ftell函数（计算偏移量）
返回类型是文件指针当前指向内容距文件开头的偏移量
通过这个函数再搭配fseek函数就能够计算文件的字符个数
6.3 rewind函数
该函数可以让光标刷新会文件开头
7.文件读取结束的判定
当我们在读取文件的时候，如果突然停了下来，我们不知道是因为文件读取结束而停下来，还是因为读取失败而停下来
这时就有两个函数——feof 、ferror函数
当我们打开一个流的时候，流上会有两个标记值：
1. 是否与到文件末尾（feof检验，被标记返回非零值）
2. 是否遇到错误（ferror检验，被标记返回非零值）
以上就是全部内容，感谢阅读，希望能够帮到你，也欢迎大家指错及补充
