C语言初学者笔记【文件操作】

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一、为什么使用文件？

· 程序数据默认存储在内存中，程序退出后数据丢失
· 文件可实现数据的持久化保存
· 再次运行程序时可以读取之前保存的数据

二、什么是文件？

1.程序文件

· 源程序文件（.c）
· 目标文件（.obj）
· 可执行程序（.exe）

2. 数据文件

· 程序运行时读写的数据文件
· 从文件读取数据或向文件输出数据

3. 文件名

· 文件标识包含：文件路径 + 文件名主干 + 文件后缀
· 示例：c:\code\test.txt
· 文件标识通常简称为文件名

三、二进制文件和文本文件

区别：

· 二进制文件：数据直接以二进制形式存储到外存
· 文本文件：数据以ASCII码形式存储，需要转换

存储示例：

· 整数10000的存储：
· ASCII形式：5个字节（‘1’,‘0’,‘0’,‘0’,‘0’）
· 二进制形式：4个字节（int类型）

四、文件的打开和关闭

1. 流和标准流

· 流：抽象概念，想象成流淌字符的河
· 标准流（程序启动时自动打开）：
· stdin：标准输入流（键盘）
· stdout：标准输出流（显示器）
· stderr：标准错误流（显示器）

2. 文件指针

· 类型：FILE*
· 每个被使用的文件在内存中有一个FILE结构体
· 通过文件指针访问文件信息区

3. 文件的打开和关闭函数

// 打开文件
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

// 关闭文件
int fclose(FILE *stream);

4.文件打开模式：

模式 含义 文件不存在时
“r” 只读（文本文件） 出错
“w” 只写（文本文件） 创建新文件
“a” 追加（文本文件） 创建新文件
“rb” 只读（二进制文件） 出错
“wb” 只写（二进制文件） 创建新文件
“ab” 追加（二进制文件） 创建新文件
“r+” 读写（文本文件） 出错
“w+” 读写（文本文件） 创建新文件
“a+” 读写（文本文件，追加） 创建新文件
“rb+” 读写（二进制文件） 出错
“wb+” 读写（二进制文件） 创建新文件
“ab+” 读写（二进制文件，追加） 创建新文件

五、文件的顺序读写

常用函数：

· 适用于所有输入流：fscanf, fgetc, fgets, fread
· 适用于所有输出流：fprintf, fputc, fputs, fwrite

函数对比：

· scanf/fscanf/sscanf
· printf/fprintf/sprintf

六、文件的随机读写

1. fseek

· 根据文件指针位置和偏移量定位
· 示例：

fseek(pFile, 9, SEEK_SET); // 从文件开头偏移9字节

2. ftell

· 返回文件指针相对于起始位置的偏移量
· 示例：获取文件大小

fseek(pFile, 0, SEEK_END);
long size = ftell(pFile);

3. rewind

· 让文件指针回到文件起始位置
· 示例：

rewind(pFile);

七、文件读取结束的判定

重要原则：

· 不能直接用feof判断文件是否结束
· feof用于判断结束原因是否为遇到文件尾

正确的判断方法：

· 文本文件：
· fgetc判断是否为EOF
· fgets判断返回值是否为NULL
· 二进制文件：
· fread判断返回值是否小于实际要读的个数

读取结束后判断结束原因：

if (ferror(fp))
    puts("I/O error when reading");
else if (feof(fp))
    puts("End of file reached successfully");

八、文件缓冲区

· ANSIC标准采用"缓冲文件系统"
· 内存与磁盘间数据传输通过缓冲区
· 从内存向磁盘输出：先送到缓冲区，装满后一起送到磁盘
· 从磁盘向内存输入：先读到缓冲区，再从缓冲区送到程序数据区

缓冲区操作：

· 手动刷新：fflush(pf)
· 关闭文件：fclose(pf)也会刷新缓冲区

注意事项：

· 操作文件时需要刷新缓冲区或关闭文件
· 否则可能导致读写文件问题

总结

· 文件操作是C语言中实现数据持久化的重要手段
· 理解文件类型（文本/二进制）、文件指针、文件打开模式是关键
· 掌握顺序读写和随机读写函数的使用
· 正确判断文件读取结束条件和原因
· 注意文件缓冲区的存在和操作

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注意：实际编程中应始终检查文件操作函数的返回值，确保操作成功后再进行后续处理。