文件

       1、所谓“文件”是指一组相关数据的有序集合。这个数据集有一个名称，叫做文件名。文件通常是驻留在外部介质(如磁盘等)上的，在使用时才调入内存中来。从不同的角度可对文件作不同的分类。

        从用户的角度看，文件可分为普通文件和设备文件两种。
        普通文件是指驻留在磁盘或其它外部介质上的一个有序数据集，可以是源文件、目标文件、可执行程序；也可以是一组待输入处理的原始数据，或者是一组输出的结果。对于源文件、目标文件、可执行程序可以称作程序文件，对输入输出数据可称作数据文件。

        设备文件是指与主机相联的各种外部设备，如显示器、打印机、键盘等。在操作系统中，把外部设备也看作是一个文件来进行管理，把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。

         通常把显示器定义为标准输出文件，一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出文件输出。如前面经常使用的printf,putchar函数就是这类输出。

         键盘通常被指定标准的输入文件，从键盘上输入就意味着从标准输入文件上输入数据。scanf,getchar函数就属于这类输入。

        

         从文件编码的方式来看，文件可分为ASCII码文件和二进制码文件两种。

         ASCII文件也称为文本文件，这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节，用于存放对应的ASCII码。
例如，数5678的存储形式为：
ASCII码：        00110101  00110110  00110111  00111000
                  ↓        ↓         ↓        ↓
十进制码：          5          6         7          8
共占用4个字节
         ASCII码文件可在屏幕上按字符显示，例如源程序文件就是ASCII文件，用DOS命令TYPE可显示文件的内容。由于是按字符显示，因此能读懂文件内容。

        二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。
例如， 数5678的存储形式为：
    00010110  00101110
只占二个字节。二进制文件虽然也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂。C系统在处理这些文件时，并不区分类型，都看成是字符流，按字节进行处理。输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。 因此也把这种文件称作“流式文件”。
        2、文件操作

        文件在进行读写操作之前要先打开，使用完毕要关闭。所谓打开文件，实际上是建立文件的各种有关信息，并使文件指针指向该文件，以便进行其它操作。关闭文件则断开指针与文件之间的联系，也就禁止再对该文件进行操作。 在Ｃ语言中，文件操作都是由库函数来完成的。

       文件指针：在Ｃ语言中用一个指针变量指向一个文件，这个指针称为文件指针。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。

        定义说明文件指针的一般形式为：文件指针的FILE *指针变量标识符；
其中FILE应为大写，它实际上是由系统定义的一个结构，该结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。在编写源程序时不必关心FILE结构的细节。例如：FILE *fp；表示fp是指向FILE结构的指针变量，通过fp即可找存放某个文件信息的结构变量，然后按结构变量提供的信息找到该文件，实施对文件的操作。习惯上也笼统地把fp称为指向一个文件的指针。

       （1） 打开文件：

        fopen函数用来打开一个文件，其调用的一般形式为：

文件指针名=fopen(文件名,使用文件方式); 其中， “文件指针名”必须是被说明为FILE 类型的指针变量； “文件名”是被打开文件的文件名； “使用文件方式”是指文件的类型和操作要求。 “文件名”是字符串常量或字符串数组。

        例如： FILE *fp； fp=("filename","r"); 其意义是在当前目录下打开文件filename，只允许进行“读”操作，并使fp指向该文件。  

        使用文件的方式共有12种，下面给出了它们的符号和意义。

         文件使用方式        意义

          “rt”                   只读打开一个文本文件，只允许读数据

          “wt”                 只写打开或建立一个文本文件，只允许写数据

          “at”                  追加打开一个文本文件，并在文件末尾写数据

          “rb”                  只读打开一个二进制文件，只允许读数据

          “wb”                 只写打开或建立一个二进制文件，只允许写数据

          “ab”                  追加打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据

          “rt+”                  读写打开一个文本文件，允许读和写

          “wt+”                 读写打开或建立一个文本文件，允许读写 

          “at+”                  读写打开一个文本文件，允许读，或在文件末追加数据

          “rb+”                  读写打开一个二进制文件，允许读和写

         “wb+”                  读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写

         “ab+”                   读写打开一个二进制文件，允许读，或在文件末追加数据    
       对于文件使用方式有以下几点说明：
        1) 文件使用方式由r,w,a,t,b，+六个字符拼成，各字符的含义是： r(read): 读 w(write): 写 a(append): 追加 t(text): 文本文件，可省略不写 b(banary): 二进制文件 +: 读和写
        2) 凡用“r”打开一个文件时，该文件必须已经存在，且只能从该文件读出。
        3) 用“w”打开的文件只能向该文件写入。若打开的文件不存在，则以指定的文件名建立该文件，若打开的文件已经存在，则将该文件删去，重建一个新文件。
        4) 若要向一个已存在的文件追加新的信息，只能用“a”方式打开文件。但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。
        5) 在打开一个文件时，如果出错，fopen将返回一个空指针值NULL。在程序中可以用这一信息来判别是否完成打开文件的工作，并作相应的处理。因此常用以下程序段打开文件： 
        6) 把一个文本文件读入内存时，要将ASCII码转换成二进制码，而把文件以文本方式写入磁盘时，也要把二进制码转换成ASCII码，因此文本文件的读写要花费较多的转换时间。对二进制文件的读写不存在这种转换。
        7) 标准输入文件(键盘)，标准输出文件(显示器)，标准出错输出(出错信息)是由系统打开的，可直接使用。   
        （2）保存文件

           fprintf()函数，定义：int fprintf(FILE * stream, const char * format, ...);

          函数说明：fprintf()会根据参数format 字符串来转换并格式化数据, 然后将结果输出到参数stream 指定的文件中, 直到出现字符串结束('\0')为止。

 

          返回值：关于参数format 字符串的格式请参考printf(). 成功则返回实际输出的字符数, 失败则返回-1, 错误原因存于errno 中.

         例如：把 hello world!字符串保存到E盘hello.txt文件中，

         #include<stdio.h>
         int main(int argc,const char *argv[]) 
         {
           FILE *fp;

 

           fp=fopen("E:/hello.txt","w");  //以写的方式打开文件

         
           fprintf(fp,"%s","hello world!"); //保存文件：向文件里面写入“hello world!”
        
  
          fclose(fp); //关闭文件

 

          printf("文件保存成功！");

 

          return 0;

}

      
    3、读取文件

      文件的读取要用到 fscanf()函数。

 

      定义函数：int fscanf(FILE * stream, const char *format, ...);

       函数说明：fscanf()会自参数stream 的文件流中读取字符串, 再根据参数format 字符串来转换并格式化数据。格式转换形式请参考scanf(). 转换后的结构存于对应的参数内。

        返回值：成功则返回参数数目, 失败则返回-1, 错误原因存于errno 中。

 

        例：从上面例子中的hello.txt文件中读出文件内容并输出来。
        #include<stdio.h>
        int main(int argc,const char *argv[])
       {
             FILE *fp;

             char str[30];

 

            fp=fopen("E:/hello.txt","r");

 

            if(fp)
 
           {
 
               fscanf(fp,"%s",str);

 

               printf("文件读取成功！");
          }
         else

               printf("文件打开失败！");
  
        fclose(fp);

 

        printf("str=%s\n",str);

 

        return 0;

      }

    

      4、文件关闭

          文件的关闭要用到fclose（）函数。

          定义函数：int fclose(FILE * stream);

          函数说明：fclose()用来关闭先前fopen()打开的文件. 此动作会让缓冲区内的数据写入文件中, 并释放系统所提供的文件资源.

          返回值：若关文件动作成功则返回0, 有错误发生时则返回EOF 并把错误代码存到errno.

 

          练习题：

          实现学生信息的保存与读取（用结构体实现）

       #include<stdio.h>
       #define NUM 5
       typedef struct _Student{
                  char name[10];
                  int age;
                  int number;
                  int score;
        } student;
        int main(int argc,const char *argv[])
        {
              int i;

              student stu[NUM];

              printf("请输入学生信息!\n");

              for(int i=0;i<NUM;i++)
              {
                   printf("请输入第%d个学生信息，格式:学号 姓名 年龄 成绩\n",i+1);

                   scanf("%d %s %d %d",&stu[i].number,stu[i].name,&stu[i].age,&stu[i].score);
              }

             FILE *fp;

             fp=fopen("E:\student.txt", "w");

             for( i=0;i<NUM;i++)
            {
                 fprintf(fp,"%d %s %d %d\n" ,stu[i].number,stu[i].name,stu[i].age,stu[i].score);
             }

            fclose(fp);

            printf("保存成功!\n");

            fp=fopen("E:\student.txt","r");
 
            student stu2[NUM];

           for(i=0;i<NUM;i++)
           {
               fscanf(fp,"%d %s %d %d",&stu2[i].number,stu2[i].name,&stu2[i].age,&stu2[i].score);
            }

          fclose(fp);
 
          printf("输出学生信息：\n");

          for(i=0;i<NUM;i++)
           {
                printf("该学生的信息：学号：%4d，姓名：%s,年龄：%d,成绩：%d\n",stu2[i].number,stu2[i].name,stu2[i].age,stu2[i].score);
            }

           return 0;
          }