C语言中的文件操作

文件

• 文件一般存储在外存（硬盘、光盘、U盘等）当中，而非内存中，文件可以分为文本文件以及二进制文件，其中文本文件保存的内容是字符串，而二进制文件保存的内容是二进制数据，每个文件末尾都有一个结束符，称之为EOF。
• 文件是通过操作系统进行管理的，每个文件都有一个独一无二的名字，文件的完整路径可分为绝对路径和相对路径。绝对路径是指从盘符开始一直到文件所在位置的目录的集合，而相对路径则以当前工作目录为基准，找到一个对应文件，想要用代码操作文件，需要先知道文件的路径。

缓冲区

缓冲区就是一个内存区域，由于CPU读取内存的速度较快，而读取外存速度较慢，为了提高效率，就应尽量减少访问外存的次数，由此设立了缓冲区。在读取数据时，先将外存中的数据拷贝至内存（缓冲区），然后程序再由缓冲区进行数据读取，反之，将数据放入缓冲区，然后再写入外存。缓冲区在文件操作的过程中起到了至关重要的作用。

文件的打开和关闭（fopen、fclose）

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，在打开文件的同时，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。fopen函数和fclose函数在打开或关闭文件失败时，都会返回一个空指针NULL。

FIlE* fopen(const char* filename, const char* mode);
int fclose(FILE* stream);
//fopen函数和fclose函数

对于fopen函数，它的第一个参数是文件名，在传参时应输入文件的绝对路径或相对路径，第二个参数是文件的使用方式，具体如下。

文件使用方式	含义	如果指定文件不存在
“r”（只读）	为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件	出错
“w”（只写）	为了输出数据，打开一个文本文件	建立一个新的文件
“a”（追加）	向文本文件尾添加数据	出错
“rb”（只读）	为了输入数据，打开一个二进制文件	出错
“wb”（只写）	为了输出数据，打开一个二进制文件	建立一个新的文件
“ab”（追加）	向一个二进制文件尾添加数据	出错
“r+”（读写）	为了读和写，打开一个文本文件	出错
“w+”（读写）	为了读和写，建议一个新的文件	建立一个新的文件
“a+”（读写）	打开一个文件，在文件尾进行读写	建立一个新的文件
“rb+”（读写）	为了读和写打开一个二进制文件	出错
“wb+”（读写）	为了读和写，新建一个新的二进制文件	建立一个新的文件
“ab+”（读写）	打开一个二进制文件，在文件尾进行读和写	建立一个新的文件

需要注意的是，在使用fopen和fclose函数是，需要对返回值进行判空，以避免文件打开失败却又继续运行程序的情况。

字符输入/输出函数（fgetc/fputc）

使用fgetc来读取一个字符，使用fputc来输出一个字符

int fgetc( FILE* stream );
//字符输入函数
int fputc( int c, FILE* stream );
//字符输出函数

//示例
int c;
while(c = fgetc(stdin) != EOF)
{
    fputc(c, stdout);
}
//当返回值为EOF时表示读取到文件结束符
//stdin:标准输入，从键盘输入到缓冲区
//stdout:标准输出，输出到屏幕

文本行输入/输出函数（fgets/fputs）

使用fgets读取一行内容，使用fputs写入一行内容

char* fgets( char* string, int n, FILE* stream );
//三个参数分别是读取之后存放的位置，读取多少个字节，文件指针
int fputs( const char* string, FILE* stream );
//两个参数分别是缓冲区地址和文件指针

//示例
char buf[1024] = { 0 };//缓冲区
while(fgets(buf, sizeof(buf) - 1, fp) != NULL)
{//把文件中的内容按行读取到buf中
 //减一是为了留出‘\0’的位置
 //当返回值为NULL时，表示读到了EOF
    fputs(buf, stdout);
}

格式化输入/输出函数（fscanf/fprintf）

格式化的读写方式，用法类似scanf和printf

int fscanf( FILE *stream, const char *format [, argument ]... );
int fprintf( FILE *stream, const char *format [, argument ]...);

//示例
char buf[1024] = { 0 };
fscanf(fp, "%S", buf);
fprintf(stdout, "%s", buf);

二进制输入/输出函数（fread/fwrite）

使用fread读取n个字节，使用fwrite写入n个字节

size_t fread( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );
//返回值为实际读取到的元素个数。实际读取到的元素个数如果比预期的少，说明文件读取完毕
//参数分别为，缓冲区地址，每次读取的字节数，要写入缓存区的最大字节数，文件指针
size_t fwrite( const void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );
//参数含分别为缓冲区地址，每次写入的字节数，最大写入字节数，文件指针

//示例
char buf[1024] = { 0 };
int n = fread(buf, 1, sizeof(buf) - 1, fp);
//减去一是为了留下‘\0’的位置
fwrite(buf, 1, strlen(buf), stdout);

小结

在文件的操作这一方面，各种编程语言的操作方式都大同小异，需要先打开文件，进行读写，最后关闭文件，需要注意的就是在打开文件后记得要关闭，否则可能会导致文件出错。