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?系列专栏: 【C语言详解】 【数据结构详解】
文件操作
1、为什么使用文件?
2、什么是文件?
2.1、程序文件
2.2、数据文件
2.3、文件名
3、二进制文件和文本文件
4、文件的打开和关闭
4.1、流和标准流
4.1.1、流
4.1.2、标准流
4.2、文件指针
4.3、文件的打开和关闭
总结
1、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,我们可以把数据存放在 磁盘文件、存放到 数据库等方式。此处我们就讲到如何 将数据放入到磁盘文件当中。2、什么是文件?
磁盘(硬盘)上的文件是文件。例如电脑当中的C盘内放入的文件夹内的内容就是文件。 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),目标为件(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。 本弹讨论的是 数据文件 。 在以前各弹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,运行结果显示到显示器上。 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 磁盘上文件 。2.3、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:\code\test.txt c:\code\ ---文件路径 test.txt ---文件名主干+文件后缀 为了方便起见,文件标识常被称为文件名。3、二进制文件和文本文件
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(每个字符⼀个字节),而⼆进制形式输出,则在磁盘上只占4个字节(VS2022测试)。![](http://zhangshiyu.com/zb_users/upload/2024/03/20240309080129170994248942626.png)
#include <stdio.h>int main(){ int a = 10000; FILE* pf = fopen("test.txt", "wb"); fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中 fclose(pf); pf = NULL; return 0;}
在VS上打开⼆进制文件:
先执行此代码,创建test.txt文件,然后在源文件添加现有项。添加文件test.txt,以二进制编辑器打开该文件。
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。 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操作的。 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. 例如,VS2013 编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型申明:struct _iobuf { char *_ptr; int _cnt; char *_base; int _flag; int _file; int _charbuf; int _bufsiz; char *_tmpfname; };typedef struct _iobuf 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,使用者不必关新细节。 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* 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间接找到与它关联的文件。 比如:
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。 ANSI C 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 );
filename表文件名, mode表示文件的打开模式,下面都是文件的打开模式: 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 | 建立⼀个新的文件 |
“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 |
实例代码:
/* fopen fclose example */#include <stdio.h>int main(){FILE* pFile;//打开文件pFile = fopen("myfile.txt", "w");//文件操作if (pFile != NULL){fputs("fopen example", pFile);//关闭文件fclose(pFile);}return 0;}
总结
本篇博客就结束啦,谢谢大家的观看,如果公主少年们有好的建议可以留言喔,谢谢大家啦!