《小菜狗 C 语言入门 + 进阶笔记》（40）文件是什么？【你知道什么是流？什么是文件指针file *？】-优快云博客

1、文件是什么？

文件是数据源的一种，最主要的作用是保存数据。比如常见的 Word 文档、txt 文件、源文件等。

**C 语言具有操作文件的能力：**比如打开文件、读取和追加数据、插入和删除数据、关闭文件、删除文件等。

文件是存储在计算机存储设备（如硬盘、闪存等）上的⼀组数据，可以持久保存。文件可以分为文本文件和⼆进制文件两种类型。

文本文件：由字符组成，可以使用文本编辑器打开查看和编辑。
⼆进制文件：以字节为单位存储，存储的是⼆进制的信息，不便于直接查看和编辑。

2、流是什么？

我们程序中产⽣的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备获取数据，不同的外部设备的输入输出操作各不相同，为了方便程序员对各种设备进行方便的操作，我们抽象出了流的概念。

C 程序针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都是通过流操作的。

C 语言具有操作流的能力： 我们要想向流里写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作，最后关闭流。

在 C 语⾔中，流通常使用标准库中的 stdio.h 库中的流处理函数来操作。

C 语⾔中的流可以分为输入流和输出流两种类型。

输入流（Input Stream）：用于从外部获取数据，常见的输入流包括标准输入流 stdin 和文件输入流。
输出流（Output Stream）：用于将数据发送到外部，常见的输出流包括标准输出流 stdout 和文件输出流。

3、输入输出

输入输出（Input output，IO）是指程序（内存）与外部设备（键盘、显示器、磁盘、其他计算机等）进行交互的操作。几乎所有的程序都有输入与输出操作，如从键盘上读取数据，从本地或网络上的文件读取数据或写入数据等。通过输入和输出操作可以从外界接收信息，或者是把信息传递给外界。

4、标准流

为什么我们从键盘输入数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流呢？

那是因为 C 语⾔程序在启动的时候，默认打开了 3 个流：

stdin - 标准输入流，在大多数的环境中从键盘输入，scanf 函数就是从标准输入流中读取数据。
stdout - 标准输出流，大多数的环境中输出⾄显⽰器界面，printf 函数就是将信息输出到标准输出流中。
stderr - 标准错误流，大多数环境中输出到显⽰器界面。

这是默认打开了这三个流，我们使用 scanf、printf 等函数就可以直接进行输入输出操作的。

通常把显示器称为标准输出文件，printf 就是向这个文件输出数据；
通常把键盘称为标准输入文件，scanf 就是从这个文件读取数据。

文件	硬件设备
stdin	标准输入文件，一般指键盘；scanf()、getchar() 等函数默认从 stdin 获取输入。
stdout	标准输出文件，一般指显示器；printf()、putchar() 等函数默认向 stdout 输出数据。
stderr	标准错误文件，一般指显示器；perror() 等函数默认向 stderr 输出数据（后续会讲到）。
stdprn	标准打印文件，一般指打印机。

回忆一下如何使用标准输入流和标准输出流进行数据的输入输出：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int num;
    printf("请输入⼀个数字:"); // 输出到标准输出流
    scanf("%d", &num); // 从标准输入流获取数据
    printf("你输入的是：%d\n", num); // 输出到标准输出流
    return 0;
}

5、文件指针与文件信息区

stdin、stdout、stderr 三个流的类型是： FILE * ，通常称为文件指针。

C 语⾔中，就是通过 FILE* 的文件指针来维护流的各种操作。

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。该结构体类型是由系统声明的，取名 FILE。

例如，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 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。