本文详细介绍了程序运行时内存管理、文件的分类（程序文件和数据文件）、二进制文件与文本文件的区别、流的概念、标准输入输出流的使用、文件的打开与关闭、顺序读写函数、文件缓冲区原理以及如何处理文件操作中的缓冲问题。
前言: 我们应该知道一般程序运行时产生的数据是存放在内存中的。但是如果程序关闭后这些内存就会被系统回收，如果内存内的有用的数据没有被保存下来，这些数据就丢失了。所以这个时候我们就可以使用磁盘来储存我们的数据。
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程序文件的分类
程序文件一般分为两类：程序文件和数据文件。
程序文件： 源代码（.c文件) 、目标文件(.obj) 、 可执行程序(.exe）
数据文件：用于保存数据的文件。 区别于用来运行程序的程序文件。
文件名
每个文件都有一个路径和名称， 这是用来寻找该文件的途径。 便于用户使用。
文件名一般包含三个部分： 文件路径, 文件主干， 文件后缀
二进制文件和文本文件
一个数据，我们都知道数据在计算机中是以二进制的方式进行储存， 如果这个数据从计算机中不加转换的就输出到外存的文件中， 就是二进制文件。
但是如果这个数据转换成ASCII码的形式， 那么就是文本文件。
字符一律通过ASCII码的形式进行储存， 数值则ASCII和二进制储存皆可。
比如10000这个数值， 如果用ASCII就花费五个字节
但是用二进制就只需要4个字节。
文件的打开和关闭
流的概念：
程序数据进行输出到外部设备时， 以及程序的数据从外部设备获取数据时， 不同的外部设备的输入输出操作是各不相同的。 为了方便对各种设备进行方便的操作呢， 人们抽象出了流的概念。 可以将其抽象成一条充满字符的河。
我们通过向这条河中写数据， 或者从这条河中拿数据， 这就是数据的输入和输出。
标准流：
我们打开一个程序， 那么我们就默认打开了三个流
一个是标准输入流stdin：标准输⼊流，scanf就是从标准输入流读取数据。
一个是标准输出流stdout: 标准输出流， printf就是将数据输出到标准输出流中。
一个是标准错误流stderr：用于输出错误信息。
三个流的类型是FILE*， 通常称为文件指针。
文件打开和关闭
在文件读写之前应该打开文件，在文件读写之后应该关闭文件。
在我们打开文件之后， 都会返回一个FILE*类型的指针指向该文件， 就建立了文件和指针之间的练习。
FILE是一个结构体类型。 它里面的成员变量是用来保存文件信息的。 当我们打开了一个文件， 就会在内存区生成一块对应的文件信息区。然后这块这块文件信息区的类型就是FILE， 里面储存的就是打开的文件的信息。 fopen就是返回这块文件信息区的地址。 然后我们是由FILE* 类型的指针进行接收：
打开文件函数：
FILE* fopen( const char* filename, const char* mode);关闭文件函数：
int fclose( FILE* stream);其中mode为文件的打开方式。
有以下几种打开方式：
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
文件的顺序读写函数:
fgetc（） 字符输入函数 所有输入流
fputs（） 字符输出函数 所有输出流
fgets（） 字符串输入函数 所有输入流
fputs（） 字符串输出函数 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（） 二进制输入函数 文件
fwrite（） 二进制输出函数 文件
上述得所有所有输入流包括标准输入流和其他输入流（如文件输入流)， 上述的所有输出流包括标准输出流和其他输出流（如文件输出流）。
这些函数的使用方式如下：
向文件中读取数据， 然后保存到内存中开辟的空间中的函数是fgetc， fgets， fscanf， fread。
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//
char arr[20] = { 0 };
fscanf(pf, "%s", arr);
printf("%s", arr);
//
fclose(pf);
return 0;
}
fscanf格式化输入， 区别于其他的读取流插入函数的特点是它可以插入任意类型的值。 读入格式由我们自己控制。 而像fgets， fgetc只能读取字符。将文件中的数据读取到arr中。arr代表了要读取到的内存空间， pf代表从pf文件流中读取。
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//
char arr[20] = { 0 };
while(fgets(arr, 10, pf) != NULL)
{
printf("%s", arr);
}
//
fclose(pf);
return 0;
}
fgets， 向内存中获取数据， pf是文件流， 从pf文件流中获取十个字符到arr之中。
arr代表了内存空间， pf是文件流。
fgets如果读取正常， 返回的是存储读到的字符数组的内存的地址， 如果读取过程中读到了文件末尾， 或者发生了错误。 就返回NULL。
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//
char ch;
while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
{
printf("%c", ch);
}
//
fclose(pf);
return 0;
}
fgtc同样是从文件中读取字符的操作 ， 它是一个一个的读取， 在一次的程序运行之中， 流的位置，会随着使用它进行读取向后偏移。
fgetc如果读取正确， 返回的是读取字符的ASCII码的值。 读取的过程中读到了文件的末尾或者发生了错误，就返回EOF。
向文件中写数据的函数是： fputs， fputc， fprintf， fwrite
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//
fputs("abcdef\n", pf);
fputs("hello world\n", pf);
//
fclose(pf);
return 0;
}
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//
char arr[] = { "hello world\nabcdefg\nslfdjk" };
fputs(arr, pf);
//
fclose(pf);
return 0;
}
fseek
int fseek (FILE* stream, long int offset, int origin); fseek是根据流的初始位置和偏移量来定位一个文件指针位置。
以下为实例：
int main()
{
FILE* Open = fopen("text", "wb");
fputs("hello world", Open);
fseek(Open, 5, SEEK_SET);
fputs("earth", Open);
fclose(Open);
return 0;
} 这里传的参数SEEK_SET， 其实就是文件的起始位置。 然后fseek的第二个位置的参数是偏移量， 这里的fseek代表的意思就是让Open文件指针指向文件相对于起始位置的第五个偏移量的位置， 也就是第六个字符的位置。
ftell
long int ftell ( FILE * stream );返回文件指针相对于起始位置的偏移量.
下图为实例：
int main()
{
FILE* Open;
long size;
Open = fopen("text", "rb");
if(Open == NULL)
{
exit(-1 );
}
fseek(Open, 0, SEEK_END);
size = ftell(Open);
fclose(Open);
printf("%d", size);
}ftell就是告诉我们文件指针此时所在的相对起始位置的偏移量。如图就是使用size进行接收Open相对于起始位置的偏移量。
rewind
void rewind (FILE* stream);让文件指针的位置返回到起始位置。
以下为实例：
int main()
{
FILE* Open = fopen("text", "w+");
char arr[27];
for(int n = 'A'; n <= 'Z'; n++)
{
fputc(n, Open);
}
rewind(Open);
fread(arr, 1, 26, Open);
fclose(Open);
arr[26] = '\0';
puts(arr);
return 0;
} 使用rewind之后， open文件留置针会重新指向文件的起始位置。
第一个for循环是将A~Z输出到文件中， 然后此时文件流指向了文件的末位置的下一个位置， 然后rewind， 此时文件流就指向了起始位置。 然后fread的操作就是将文件中的数据以二进制的形式读取到arr代表的空间之中。
注意：fread的声明：size_t fread(void* ptr, size_t size, size_t num, FILE* pf)
这里的size代表每一个要读取的元素的大小， num代表要读取多少个元素。
文件读取结束的判定
应该要牢记， 判断文件是否读取结束不要直接使用feof。
feof的作用是：当文件读取结束的时候， 判断文件读取结束的原因是不是文件到了末尾。
当读取文本文件时， 判断返回值：EOF（fgetc）或者NULL（fgets）。
当读取二进制文件时， 判断返回值是否小于实际要读取的个数。
feof的返回值是int类型。 检测是否遇到了文件末尾，一个文件流读取文件到了末尾会设置一个标志。对于feof来说， 一个文件流的文件末尾标志。如果被设置的话， 那么就返回一个非零的值。
所以对于feof来说， 如果返回了一个非零的值， 那么说明文件读取正常结束了。
否则的话就应使用ferror， ferror用来检测流上的错误标记是否被设置。 如果错误标记被设置， 那么ferror返回一个非零的值。
如图是读取正常结束代码
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == nullptr)
{
return -1;
}
//
char ch = 0;
while (ch = fgetc(pf) != EOF)
{
//
}
if (feof(pf))
{
cout << "文件正常结束" << endl;
}
else if (ferror(pf))
{
perror("fputc");
}
return 0;
}如贴图为读取错误代码， 这个时候我文件打开方式是读， 但是我进行了写的操作。
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == nullptr)
{
return -1;
}
//
char ch = 0;
fputc(ch, pf);
if (feof(pf))
{
cout << "文件正常结束" << endl;
}
else if (ferror(pf))
{
perror("fputc");
}
return 0;
}文件缓冲区的概念
ANSIC标准采用缓冲文件系统处理数据文件的。缓冲文件系统就是指，系统自动的在内存中为程序中的每一个正在使用的文件开辟一块”文件缓冲区”，从内存向磁盘输入数据应该先通过文件缓冲区， 等到文件缓冲区满了再一起送到磁盘上。如果是磁盘向计算机读入数据，则从磁盘文件中读取数据到文件缓冲区， 然后等到满了再一起读到计算机内存中。
int main()
{
FILE*pf = fopen("text", "w");
fputs("abcdef", pf);
printf("正在写数据，这时候我们可以打开⽂件，因为要观看是否写上内容，因为有10秒缓冲。但是我们发现⽂件没有内容。\n");
Sleep(10000);
printf("刷新缓冲区\n");
fflush(pf);//这个时候其实写上了。
printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt⽂件，⽂件有内容了\n");
Sleep(10000);
fclose(pf);//刷新缓冲区
pf = NULL;
return 0;
}因为有缓冲区的存在， c语言操作文件的时候， 需要做刷新缓冲区或者再文件操作结束的时候关闭文件。 否则可能导致读写文件的问题。
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