什么是文件

一篇文章、一段视频、一个可执行程序，都可以被保存为一个文件，并赋予一个文件名。操作系统以文件为单位管理磁盘中的数据。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）。

1.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）。

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。一般练习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。

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 为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

文件的打开和关闭

所谓打开文件,实际上是建立文件的各种有关信息(信息区和缓冲区),并使文件指针指向该文件,以便进行其他操作。关闭文件则断开指针与文件之间的联系,从而也就禁止了对该文件的读写。

文件指针是什么

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.

如在VS2013编译环境下头文件中的文件类型声明是：

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。

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。

文件的信息区简图：

文件的打开和关闭-fopen函数和fclose函数

切记：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。 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 ); //关闭文件 int fclose ( FILE * stream);

打开方式如下：

“r”（只读） 为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件
“w”（只写） 为了输出数据，打开一个文本文件
“a”（追加） 向文本文件尾添加数据

/* fopen fclose example */
#include 
int main ()
{FILE * pFile; //定义文件指针//打开文件  只写pFile = fopen ("myfile.txt","w");//文件操作if (pFile!=NULL){fputs ("fopen example",pFile);//关闭文件fclose (pFile);}return 0;
}

常见文件顺序操作函数

C语言为我们提供了各种读写操作函数：

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

下面是操作函数原型：

int fputc ( int character, FILE * stream );
int fgetc ( FILE * stream );
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );
int fputs ( const char * str, FILE * stream );
int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );
int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

示例：

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//读文件-一行一行读char arr[20] = "#########";fgets(arr, 20, pf);printf("%s", arr);fgets(arr, 20, pf);printf("%s", arr);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

文件随机读写操作函数

1.fseek()函数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 );

第一个参数为文件类型指针；第二个参数为指定偏移量，若为负值则位置指针向前偏移；第三个参数为指定初始偏移位置

2.ftell()函数返回文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );

3.rewind()函数让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );

示例：

//文件的随机读写
int main()
{FILE*pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen()");return 1;}//读文件int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//afseek(pf, 2, SEEK_CUR);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//dint pos = ftell(pf);printf("%d\n", pos);rewind(pf);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//a//ch = fgetc(pf);//printf("%c\n", ch);//b//fseek(pf, 3, SEEK_SET);//int ch = fgetc(pf);//printf("%c\n", ch);//a//fseek(pf, -3, SEEK_END);//int ch = fgetc(pf);//printf("%c\n", ch);//afclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

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。

一个数据在内存中是怎么存储的呢？