C语言文件操作(输入输出流)
磁盘上文件是文件，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):程序文件，数据文件程序文件：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)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。
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什么是文件
磁盘上文件是文件，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):程序文件，数据文件
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)
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
在C语言之前使用printf或者scanf的处理数据的时候都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结构显示到显示器上，有时候我们灰白信息输出到键盘上，当需要的时候再从键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，一个文件要有一个唯一的标识符，以便用户识别和引用，文件名包含3部分，文件路径+文件主干+文件后缀如:c:/code/test.txt，为了方便起见，文件表示常被称为文件名。
为什么要使用文件来存储数据，在C语言中不是可以通过创建变量来存储数据，但是为什么还要使用文件来存储呢？因为C语言使用变量存储的数据下次不能再重复使用里面的数据而要解决这个问题就需要使用文件来存储数据了。
文件的打开和关闭
文件的打开：
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，该结构体类型是由系统声明的，取名FILE，如下是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;不同的编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但都大同小异。
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，使用者不必关系细节。一般都是通过一个FILE指针来维护这个FILE结构的变量，这样使用起来更加方便，下面可以创建一个FILE*的指针变量:
FILE*pf;//文件指针变量
定义pf时一个指向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，通过该文件指针变量能够找到与它关联的文件。
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);//其中mode的意思就是打开方式
关闭文件：int fclose(FILE*stream);
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) 为了输入数据，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) 为了输出数据，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
#include<stdio.h>
int main(){
FILE*pf;
//打开文件
pf=fopen("data.txt","w");
//判断是否打开
if(pf!=NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf=NULL;
return 0;
}打开文件的时候可以使用相对路径，一个点是打开当前目录下的文件，两个点事上个目录下的文件示例如:FILE*pf=fopen(".\\Debug\\data.txt","r");，其中只有一个点是本目录下的Debug文件里面的data.txt文件，打开方式为r只读。
绝对路径：打开文件也可以使用绝对路径比如:C:\Users|Administrator\Desktop\data.txt要使用绝对路径就要在\上面加一个\这样才能准确识别\
使用了fopen之后还要判断文件打开了的操作执行成功了没，如果没有就输出错误信息，然后结束程序，如果文件打开成功了那就可以使用了。
最后可以使用fclose关闭文件，然后再把文件指针置空NULL；
读写文件的时候，需要:1.打开文件。2.读写文件。3.关闭文件
使用scanf，printf进行输出输出并没有需要打开什么，因为C语言程序，只要运行起来，默认就打开3个流:
(1).标准输入流：stdin FILE*
(2).标准输出流：stdout FILE*
(3).标准错误流：stderr FILE*
流：抽象的概念，水流，数据流，数据进行大规模的输入输出的时候，就像水流一样从一个地放流到另一个地方所以叫流
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3.文件的顺序读写，按照顺序进行读与写：
文件的输入输出流
使用fputc写文件:
fputc有两个参数，一个是int类型，另一个是FILE*的文件指针类型，所以fputc要有传两个参数，一个是要输入的内容，一个是要输入的对应位置FILE指针。而里面的fputc既能进行输入操作又能进行输出操作这是因为一个是pf输入的位置是文件里，另一个是stdout标准输出流他是FILE*所以可以进行传值，stdout只是把要输入的内容输入到了终端上面，fputc的本质并没有被改变。
注意:打开文件要使用对应的方式，如下是只写所以使用w。
int fputc(int character,FILE*stream);
使用fgetc读文件：
fgetc的参数是要读取的对应的地址FILE*的地址所以可以使用流中的标准输入流，然后fgetc会返回一个int类型的数据，如果读取失败就返回EOF，下面的文件中abcd是提前保存的数据，控制面板中ab都是从data中读取的，而f则是使用stdin输入流输入的。
像上面那样输入输出的效率并不理想，所以就有了可以一次写一行可以读一行的函数，fputs和fgets，使用方法如下所示:
使用fputs写一行:
fputs接收两个参数一个是字符指针，另一个是FILE*文件指针，并且它不会自动换行，如要需要换行就需要加\n。
int fputs(const char*str,FILE*stream);
使用fgets读一行：
fgets接收三个参数，一个字符指针用来存放返回的数据，一个int用来指明要读取数据的多少，还有一个拿数据的FILE*文件指针。
cahr*fgets(char*str,int num,FILE*stream);
使用fprintf写入:
FILE*指针是必填项不然就不知道去哪拿数据来输出，因为fprintf可以接收多个参数的原因是它的参数个数是可变的，而且格式如有几个%格式，后面就必须要有对应个数的数据。
int fprintf(FILE*stream,const char*format,....);
使用fscanf读取:
fscanf函数跟fprintf的参数类似只不过他们做的工作不同fprintf是把数据输入进文件夹，而fscanf则是拿出来然后存放(或者其他操作)。
int fscanf(FILE*stream,const char*format,....);
文件的随机读写:
fseek,ftell,rewind函数的使用:
fseek根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
int fseek(FILE*stream,long int offset,int origin);
当默认打开一个文件的时候文件指针是默认指向初始位置的也就是a前面的位置，下面的SEEK_SET是相对于当前指针位置的偏移量偏移5个数据刚好就是f，而SEEK_END则是相反位置的偏移量而-3就是往后走3个数据也就是f。
ftell返回文件指针相对于起始位置的偏移量,偏移量指的是文件指针走到第几个偏移量就是几。
long int ftell(FILE*stream);
使用ftell回到起始位置的代码如下:
rewind让文件指针的位置回到文件的起始位置。
void rewind(FILE*stream);
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，则需要存储前转换，以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件。
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的形式输出到磁盘，则磁盘中占用5个字符(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（VS2013测试）。
文件读取结束的判定
1.被错误使用的feof：
牢记：在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值来判断文件的是否结束。
feof的作用是:当文件读取结束的时候，判断是读取结束的原始是否是:遇到文件尾结束。
2.文本文件读取是否结束，判断返回值是否为EOF(fgetc),或者NULL(fgets).如
fgetc判断是否为EOF，fgets判断返回值是否为NULL。
3.二进制文件的读取结束判断，判断返回值是否小于实际要读的个数。如:fread判断返回值是否小于要读的个数。
如下例文件所示:
int main(void) {
int c;//注意：int非char，要求处理EOF
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (!fp) {
perror("File opening failed");
return EXIT_FAILURE;
}
//fgetc当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOF
while ((c = fgetc(fp)) != EOF) {//标准C I/O读取文件循环
putchar(c);
}
//判断是什么原因结束的
if (ferror(fp))
puts("I/O error when reading");
else if (feof(fp))
puts("End of file reached successfully");
fclose(fp);
}二进制文件示例:
enum{SIZE=5};
int main(void) {
double a[SIZE] = { 1.,2.,3.,4.,5. };
FILE* fp = fopen("test.bin", "wb");//必须用二进制模式
fwrite(a, sizeof * a, SIZE, fp);//写double的数值
fclose(fp);
double b[SIZE];
fp = fopen("test.bin", "rb");
size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, SIZE, fp);//读double的数值
if (ret_code == SIZE) {
puts("Arry read successfully,contents:");
for (int n = 0; n < SIZE; ++n)printf("%f", b[n]);
putchar('\n');
}
else {//error handling
if (feof(fp))
printf("Error reading test.bin:unexpected end of file\n");
else if (ferror(fp)) {
perror("Error reading test.bin");
}
}
fclose(fp);
}文件缓冲区:
ANSIC标准采用"缓冲系统"处理的数据文件的，所谓缓冲文件系统是指系统自动地在内存中每一个正在使用的文件开辟一块"文件缓冲区"，从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓冲区，装满缓冲区后才能一起送到磁盘上，如果从磁盘向计算机读取数据，则从磁盘文件中读取数据输入到内存缓冲区(充满缓冲区)，然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区(程序变量等)，缓冲区的大小根据C编译系统决定。
示例代码如下:
int main(){
FILE*pf=fopen("test.txt","w");
fputs("abcdef",pf);//先将代码放在缓冲区
printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt文件，发现文件没有内容\n");
Sleep(1000);
printf("刷新缓冲区\n");
fflush(pf);//刷新缓冲区时，才将输出缓冲区的数据写到文件(磁盘)
printf("再睡眠10秒-此时，再打开test.txt文件，文件有了内容\n");
Sleep(1000);
fclose(pf);
//主：fclose在关闭文件的时候，也会刷新缓冲区
pf=NULL;
return 0;
}可以得出一个结论：因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。
如果不做，可能导致读写文件的问题。
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