🐖前言

🐕1.为什们我们要用文件

在我们之前写程序时，如果使用scanf函数用键盘输入数据，这些东西都放到内存当中，一旦退出程序，那么这些数据就会消失，比如就像我们写的通讯录，不管是静态的还是动态的，每次打开程序，都要重新开始录入人的信息。
⭐那有什么方法把通讯录的信息记录下来，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）,头文件（后缀.h）,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。
像在使用通讯录的时候，我们可以将人的信息存放在文件中，通过程序的操作，能够将其读到内存，或者通过程序的操作，可以在文件中录入信息
⭐本章重点就是讨论数据文件

🐶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:codetest.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。
该结构体类型是有系统声明的，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结构的变量，并填充其中的信息，使用者不必关心细节。
⭐所以我们只需要了解，这是个什么东西，并且他能干什么就好了。
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* 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

是一个文件，那么就涉及到文件的打开和文件的关闭，那么怎么打开或者关闭文件呢，这时就涉及到两个函数，文件打开函数fopen,文件关闭函数fclose,通过我们仅学的英语，我们就可以知道为什们这样写他的函数名。
⭐下面介绍一下这两个函数怎么用。

🦊3.2.1fopen的使用

如果同学们自学能力强，就可以自己在这个网站上自学这个函数。

fopen的参数

const char * filename, const char * mode 第一个参数打开的文件名，而第二个参数是文件的打开方式。

fopen的第二个参数的打开方式

对于文件来说，打开方式有很多种请看下图和下表，这些都是他的打开方式，每种方式打开的效果肯定都不相同，所以下面讲述文件的使用的时候会仔细讲解。现在只要知道大概是干什么就行了。

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	建立一个新的文件
“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

fopen的返回值

FILE *,返回一个文件指针。

文件打开成功，指向所要打开的文件。文件打开失败，指向空指针。

🦊3.2.2fclose的使用

fclose的参数

FILE * stream ，他的参数就是所要关闭文件的文件指针。

fclose的返回值

int ，返回值是一个整型，如果文件成功关闭，则返回零值。失败时，将返回 EOF。

但是我们需要注意的一点是，为了避免生成野指针，再关闭完文件后，需要将指针设为空指针，可以类比一下动态内存函数
free，在释放完空间，需要将指针设为空指针。

🦊3.2.3代码实现

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("text.txt", "w");
	//防止打不开文件返回空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//这时就可以写文件了

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	//防止空指针，生成野指针
	return 0;
}

这是有同学有疑问了，文件名不是文件路径吗，怎么上面没有文件路径呢，只有文件名主干+文件后缀 呢，其实这是相对路径，他在写这个代码文件下创建文件。
那么有相对路径，就会有绝对路径，对于绝对路径，就是将文件路径也写出来，最后就在你写的那个文件路径下创建，这就是他的区别。

🐕4文件的读写

对于文件的读写来说，文件的读写分为顺序读写和随机读写，这两块都是很重要的，下面就一一讲解。

🐶4.1文件的顺序读写

首先，对于文件的读写，里面有一些函数，先看下表在作解释。

功能	函数名	适用于
字符输入函数	fgetc	所有输入流
字符输出函数	fputc	所有输出流
文本行输入函数	fgets	所有输入流
文本行输出函数	fputs	所有输出流
格式化输入函数	fscanf	所有输入流
格式化输出函数	fprintf	所有输出流
二进制输入	fread	文件
二进制输出	fwrite	文件

看玩这个表，大家可能感觉还是有点懵，不要怕，先用我们会的知识类比一下我们就知道了，我们常用的scanf和 printf函数，他们是怎么用的呢。
scanf和 printf函数都是通过外部工具来改变内存，
⭐scanf是通过键盘将数据输入内存。(读操作)
⭐ printf是内存通过屏幕将数据输出。(写操作)
所谓的键盘和屏幕就是外部设备，而我们现在要了解的就是通过文件来该改变内存。

首先我们先了解一下什么是文件的输入和输出函数，
⭐所谓文件输入函数，就是通过文件将数据读入内存。(读操作)
⭐文件输出函数，就是内存将数据写在文件中。(写操作)

好了我们现在了解了这些东西，我们就可以看着表格
🍔文件输入函数，内存读文件，
如果一个字符一个字符的读，就可以用fgetc函数
如果是一行一行的读，就可以用fgets函数
如果格式化的数据输入，就用fscanf函数
如果是二进制的数据输入，就用fread函数
🍔文件输出函数，内存写在文件上
如果一个字符一个字符的写，就可以用fputc函数
如果是一行一行的写，就可以用fputs函数
如果格式化的数据输出，就用fprintf函数
如果是二进制的数据输出，就用fwrite函数

🦊4.1.1输出字符函数fputc

fputc的作用

字符输出函数，可以将所要的字符打印到想要的文件中。但是注意的一点就是他适用于所有输出流，具体下面解释

fputc的参数

int character, FILE * stream 第一个参数就是所要写的字符，而第二个参数就是所要输出的文件指针。

fputc的返回值

int如果输出成功，返回该字符，输出失败就返回
EOF。

fputc怎么代码实现

代码如下

#include
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	//防止是空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//使用fputc写文件	
	fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	fputc('c', pf);
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

🦊4.1.2读取字符函数fgetc

很容易看出来，这个跟上面这个函数是个对立面。

fgetc的参数

FILE * stream参数是文件指针，就是要从那个文件获取字符。

fgetc的返回值

int输入成功，就返回该字符，返回失败，就返回EOF

fgetc怎么用呢

代码如下

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	//防止是空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//使用fgetc读文件	
	int ret = fgetc(pf);
	printf("%c ", ret);

	ret = fgetc(pf);
	printf("%c ", ret);

	ret = fgetc(pf);
	printf("%c ", ret);
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

我们是将fputc的内容用fgetc打印出来，ret变量我们并没有改变他，但是我们三次打印的结果都不一样，说明什么，说明在用输入函数后文件指针会自己加1，跳到下一个字符。
⭐但是大家发现一个问题没有，我们在打印的时候我们是知道他里面有三个字符我们才用的3，但是在我们平常使用的时候我们并不知道文件里有多少个字符，这时我们就要用到他的返回值，当他返回失败的时候就会返回EOF,我们可以利用这个特点使用这个函数。那就看下面这个代码。

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	//防止是空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//使用fgetc读文件	
	int ret = 0;
	while ((ret = fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c ", ret);
	}
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

🦊4.1.3输出行函数fputs

可以类比一下，fputs是输出字符，而fputs则是输出一行。

fputs的参数

const char * str, FILE * stream ，第一个参数所要传的字符串地址，第二个参数就是文件指针。

fputs的返回值

int，输出成功，返回非负值，输出失败，返回EOF。

fouts的实现代码

代码如下

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	//防止是空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//使用fputs写文件	
	fputs("hello", pf);
	//我们知道hello字符串就表示首元素地址
	fputs("1024 Happy", pf); 
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

在文件中就有这样想要达到换行的效果，在代码末尾加入n.效果图就是第二张图片，我们下面的读取文本行就用这个文件。

🦊4.1.4读取文本行函数fgets

fgets函数的参数

char * str, int num, FILE * stream

⭐第一个参数是读取完字符串要拷贝到的字符串指针，

⭐第二个参数就是拷贝的最大字符数，包括空字符(
),这个有点说法，一会看代码，代码解释。

⭐第三个参数要读取文件的文件指针。

fgets函数的返回值

char*,读取成功后，该函数返回
str。失败返回
EOF

fgets函数的代码实现

代码如下

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	//防止是空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//使用fgets读文件	
	char str[] = "##########";
	fgets(str, 5, pf);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

我们这个图是调试后，str的内容，我们要读取的是5个字符，比实际的字符少一个字符，因为其中包括,所以要读取"hello"字符串，就要读取6个字符
但是我们第一行只有"hello"这个字符串，只能读取这个字符，就算多读取字符，那也不能读取，他读到n就停下来了。具体效果图看下图。如果想读下一行就再引用一次就好了。

🦊4.15格式化输出函数fprintf

我们上面将字符，文本行的读写都介绍了一遍怎么使用，但是当我们使用结构体到文件中我们怎么用呢
这时我们就需要用到我们的格式化输出函数
⭐ 那么这个函数怎么用呢，我们认识printf，那我们就将他们对比一下，发现好像很相似。

fprintf的参数

FILE * stream, const char * format, ... ,第一个参数文件指针，就是输出到那个文件中，第二个参数发现和
printf一样，其实就和他是相同的。

fprintf的返回值

int,输出成功后，将返回写入的字符总数。如果发生写入错误，则设置错误指示器（ferror）并返回负数。

struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	//创建一个结构体变量
	struct stu s = { "tongtong",20,100.0 };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	//判断是否为空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//输入格式化结构体
	fprintf(pf, "%s %d %.1f ", s.name, s.age, s.score);
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

我们看一看文件里有什么，大家就知道他怎么用了

🦊4.1.6格式化输入函数fscanf

一个输入，一个输出，大同小异，就不多赘述了

fscanf的参数

FILE * stream, const char * format, ...第一个参数文件指针，就是输出到那个文件中，第二个参数发现和
scanf一样，其实就和他是相同的。

fscanf的返回值

int,成功后，该函数返回成功填充的参数列表的项数。此计数可以匹配预期的项目数，也可以由于匹配失败、读取错误或文件末尾的范围而减少（甚至为零）。

如果在读取时发生读取错误或到达文件末尾，则会设置正确的指示器（feof 或 ferror）。而且，如果在成功读取任何数据之前发生任何一种情况，则返回 EOF。

struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	//创建一个结构体变量
	struct stu s = { 0 };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	//判断是否为空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//输入格式化结构体
	fscanf(pf, "%s %d %.1f ", s.name, &(s.age), &(s.score));
	printf("%s %d %.1f ", s.name, s.age, s.score);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

输入了一个结构体

🦊4.1.7二进制输出函数fwrite

fwrite的参数

const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream,第一个参数是指向要写入的元素数组的指针，转换为常量 void*。第二个参数要写入的每个元素的大小（以字节为单位）。size_t是无符号整数类型。第三个参数元素数。第四个参数指向指定输出流的 FILE 对象的指针。

fwrite的返回值

返回成功写入的元素总数。如果此数字与 count 参数不同，则写入错误会阻止函数完成。在这种情况下，将为流设置误差指示器（ferror）。如果大小或计数为零，则该函数返回零，并且错误指示器保持不变。

struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	//创建一个结构体变量
	struct stu s = { "tongtong",20,100.0 };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	//判断是否为空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//输入格式化结构体
	fwrite(&s,sizeof(struct stu),1,pf);
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

我们这时看一眼文件，发现我们看不懂，这只有计算机能够看懂，他是二进制

🦊4.1.8二进制输入函数fread

fread的参数

void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream,这个跟写函数的参数一样。就是读，变成了写

fread的返回值

返回成功读取的元素总数。

如果此数字与 count 参数不同，则表示读取时发生读取错误或到达文件末尾。在这两种情况下，都设置了正确的指示器，可以分别使用铁道和feof进行检查。

如果大小或计数为零，则该函数返回零，并且 ptr 所指向的流状态和内容保持不变。

struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	//创建一个结构体变量
	struct stu s = { 0 };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
	//判断是否为空指针
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//输入格式化结构体
	fread(&s, sizeof(struct stu), 1, pf);
	printf("%s %d %.1f ", s.name, s.age, s.score);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

最后将文件中的内容也打印出来了，文件中的内容是用fwrite写的

🐖小总结

对于printf,scanf他们所作用的外部设备分别是屏幕和键盘，而这个就是标准输出输入流，
而在上面那个表格我们可以看到fputc,fgetc,fputs,fgets,fprintf,fscanf,这些适用于所有输出输入流，二进制的输入输出函数这些只能作用于文件。
什么是所有输出输入流？难道这些也能作用到键盘和屏幕吗，答案是可以的，这时就跟printf,scanf相同了，而这些标准输出输入流，不像文件需要自己打开，自己关闭，都是系统默认打开的。

⭐对于任何一个C程序，只要运行起来
就默认打开3个流
stdin—–标准输入流—键盘
stdout—标准输出流—屏幕
stderr—标准错误流—屏幕
⭐他们三个的类型都是FILE*

int main()
{
	int ch = fgetc(stdin);
	fputc(ch, stdout);
	return 0;
}

输入一个q，在输出一个q，其实可以这样比较一下
scanf= return 0; printf=fputc(ch, stdout);

🐶5.文件的随机读写

上面我们介绍了文件顺序读写所要用到的函数，还有用文件操作的知识写的通讯录，我们就可以模仿学习上面的函数学习随机读写的函数。

🦊5.1.1fseek

fseek的参数

FILE * stream, long int offset, int origin

第一个参数：文件指针，指向所要读写的文件

第二个参数：偏移量，所指向的字符的偏移量。

第三个参数：从那里开始，对于偏移量的参考，有三种方式，请看下表

fseek的返回值

int，如果成功，该函数将返回零。否则，它将返回非零值。

如果发生读取或写入错误，则设置错误指示器（ferror）。

第三个参数	参考位置
SEEK_SET	文件开头
SEEK_CUR	文件指针的当前位置
SEEK_END	文件结尾 *

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