文件操作解析（一）

前言

很多非计科的专业并未对文件操作这点做出详细解释，今天复习到这里就想趁此机会记录一下自己学到的知识，也希望能对大家有所帮助。

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）。

👻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。

我们本次讨论的是数据文件

对程序文件感兴趣的可以去了解一下编译和链接

👻2.3 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。

这里的文件名我们可以用 相对路径来写，也可以用绝对路径

三.文本文件和二进制文件

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，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。

⼀个数据在内存中是怎么存储的呢？

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个字节即将它看作是字符‘1，’0‘，’0‘，’0‘，’0‘（每个字符⼀个字节），若是以二进制输出到磁盘⽽则在磁盘上只占4个字节，因为他被看作一个整型（VS2019测试）。

四.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。

我们把数据放到流里，流再把数据运送到需要的位置。

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。

🍌 4.1.2 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。

🍓4.2 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.

这是vs2022下的FILE 的定义

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*p;

定义p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 。

🍓4.3 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。

ANSIC 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：

打开方式       说明
r        以只读方式打开文件，该文件必须存在。
r+           以读/写方式打开文件，该文件必须存在。
rb+           以读/写方式打开一个二进制文件，只允许读/写数据。
rt+           以读/写方式打开一个文本文件，允许读和写。
w           打开只写文件，若文件存在则长度清为0，即该文件内容消失，若不存在则创建该文件。
w+           打开可读/写文件，若文件存在则文件长度清为零，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。
a           以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留（EOF符保留)。
a+           以附加方式打开可读/写的文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，则写入的数据会被加到文件尾后，即文件原先的内容会被保留（原来的EOF符不保留)。
wb           以只写方式打开或新建一个二进制文件，只允许写数据。
wb+           以读/写方式打开或建立一个二进制文件，允许读和写。
wt+           以读/写方式打开或建立一个文本文件，允许读写。
at+           以读/写方式打开一个文本文件，允许读或在文本末追加数据。
ab+           以读/写方式打开一个二进制文件，允许读或在文件末追加数据。