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C语言详解(文件操作)1

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🚀本系列文章为个人学习笔记,在这里撰写成文一为巩固知识,二为展示我的学习过程及理解。文笔、排版拙劣,望见谅。


目录

  • 前言
  • 一、文件的定义
    • 1.1 什么是文件?
    • 1.2 二进制文件和文本文件
  • 二、文件的打开和关闭
    • 2.1 流和标准流
      • 2.11 流
      • 2.12 标准流
    • 2.2 文件指针
    • 2.3 文件的打开和关闭
      • 2.31 fopen 和 fclose
      • 2.32 文件在当前的工程目录底下
      • 2.33 文件在当前工程目录底下的上一级路径
      • 2.34 文件不在当前工程目录底下
  • 总结

前言

我们写的程序的数据存储在电脑的内存中,如果没有文件,当程序退出的时候,内存会回收,那数据就丢失了,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,我们就要使用文件。


一、文件的定义

1.1 什么是文件?

按文件的功能分类,文件分为程序文件数据文件,文件是存在磁盘(硬盘)上的。

程序文件: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)
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

本篇文章讨论的是数据文件。
以前我们所处理数据的输入输出都是以终端为对象的,即从终端的键盘输入数据,运行结果显示到屏幕上。其实有时候我们会把信息输出到磁盘上,当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用,这里处理的就是磁盘上的文件。

标识文件——文件名
一个文件要有一个唯一的文件标识,也就是文件名
文件名包含三部分:文件路径+文件名主干+文件后缀,如:c:\code\test.txt


1.2 二进制文件和文本文件

按文件的内容分类,数据文件又分为二进制文件和文本文件

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的文件中,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

一个数据在文件中是怎么存储的呢?
字符只能以ASCII码的形式存储,数值型数据既可以用ASCII码的形式存储,也可以使用二进制形式存储

比如数字10000,在内存中整型10000是以补码的形式存的,如果以ASCII码形式输出到磁盘,则磁盘中占用5个字节(每个字符占用一个字节),如果以二进制形式输出,则在磁盘中占用4个字节

在这里插入图片描述


二、文件的打开和关闭

2.1 流和标准流

2.11 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。

C程序针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都是通过流实现的,一般情况下,我们要想向流里写数据或读数据,都是要打开流,然后操作。


2.12 标准流

以前我们在键盘上输入数据,在屏幕上输出数据,怎么没有打开流呢?
因为C语言程序在启动的时候,默认打开了下面这3个流:

  • stdin:标准输入流,在大多数环境中从键盘输入,scanf函数就是从标准输入流中读取数据
  • stdout:标准输出流,大多数环境中输出到显示器界面,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

stdinstdoutstderr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


2.2 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(如文件名,文件状态、文件位置等),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

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类型的变量,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
例如创建一个FILE *的指针变量:

 FILE* pf;//文件指针变量

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间接找到与他关联的文件
文件在硬盘上,文件信息区在内存中


2.3 文件的打开和关闭

2.31 fopen 和 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
在编写程序的时候,在打开文件的同时,都会返回一个FILE *类型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
ANSI C规定使用fopen函数来打开文件,fclose函数来关闭文件
函数fopenfclose在头文件<stdio.h>中定义

//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,下面是文件的常见打开模式:
文件访问
模式字符串	含义	解释	若文件已存在的动作	若文件不存在的动作
"r"	读	打开文件以读取	从头读	打开失败
"w"	写	创建文件以写入	销毁内容	创建新文件
"a"	后附	后附到文件	写到结尾	创建新文件
"r+"	读扩展	打开文件以读/写	从头读	错误
"w+"	写扩展	创建文件以读/写	销毁内容	创建新文件
"a+"	后附扩展	打开文件以读/写	写到结尾	创建新文件


2.32 文件在当前的工程目录底下

开始时当前工程目录底下没有test.txt这个文件
在这里插入图片描述

运行下面的代码:

#include <stdio.h>int main()
{//打开文件//成功返回有效指针,失败返回NULLFILE* pf = fopen("test.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

请添加图片描述

在运行上面的代码前我们的文件夹中是没有test.txt这个文件的,当我们运行结束后文件夹中就出现了这么一个文件,并且大小为0


2.33 文件在当前工程目录底下的上一级路径

如果fopen函数操作的文件不在当前工程目录底下,我们需要在文件的前面加上文件位置,如果有转义字符需要用转义转义字符‘\’处理

假如我们就在当前工程目录底下的上一级路径下创建一个文件,里面存入一些数据
请添加图片描述

运行下面的代码:

#include <stdio.h>int main()
{//打开文件//成功返回有效指针,失败返回NULLFILE* pf = fopen(".\\..\\test.txt", "w");//                 相对路径//. 表示当前路径//.. 表示上一级路径if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

在这里插入图片描述

可以看到文本内容消失,大小为0


2.34 文件不在当前工程目录底下

如果fopen函数操作的文件不在当前工程目录底下,我们需要在文件的前面加上文件位置,如果有转义字符需要用转义转义字符‘\’处理

我们先在桌面上创建一个文本文档,写入一些数据保存
在这里插入图片描述

运行下面的代码:

#include <stdio.h>int main()
{//打开文件//成功返回有效指针,失败返回NULLFILE* pf = fopen("C:\\Users\\86181\\Desktop\\test.txt", "w");//                绝对路径if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

查看桌面上的文本文档,发现里面的内容已经被清空
在这里插入图片描述


总结

  • 本篇文章介绍了为什么要有文件,文件的定义,文件的大致分类,流的概念,以及至关重要的文件指针,通过文件指针对文件的打开和关闭,还有当文件在不同路径下如何操作文件等等,通过本文我们对文件有了基本的认识,下篇文章将继续探讨

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