目录

1、概念

2、文件路径

2.1、绝对路径

2.2、相对路径

3、文件分类

3.1、文本文件（ASCII文件）

3.2、二进制文件

4、缓存

4.1、缓存

4.2、文件缓冲区

5、文件操作函数

5.1、文件打开

5.2、文件数据写入

5.3、文件数据读取

5.4、文件关闭

6、拷贝文件小练习

6.1、拷贝文本文件

6.2、歌曲拷贝

7、文件相关函数

7.1、文件相关知识

7.2、文件光标移动函数 fseek()，文件字节数统计函数 ftell()

7.3、getc(),putc()

扩充：

扩充：

7.3、fgets()，fputs()

7.4、 fscanf()、fprintf()

8、总结

1、概念

●文件：存储在外部介质上数据的集合。

●我们用 "流" 表示数据从源端到目的端（终端）的流动。文件从外存被调入内存的过程就产生了输入流，从内存往外存中保存的过程就产生了输出流。

●文件光标：当我们打开一个文件时，鼠标在文件中点击一下，就会出现一个文件光标在跳动。这代表了我们可以在当前位置对文件进行编辑或者读取。文件光标位置可以通过函数fseek()指定，在下面文件相关函数中介绍。

●文件结束标记EOF：在文件的末尾会有一个标记字符EOF来表示文件数据就那么多，后面没有了。EOF是一个宏，其值为-1。

2、文件路径

通过文件路径，我们可以知道文件在计算机外存中的存储位置，从而找到该文件，再进行目标操作。

2.1、绝对路径

绝对路径就是从根目录开始的完整的文件路径。Windows上根目录有C盘、D盘等等，Linux的根目录只有一个：/。

所以，在Windows电脑上一个绝对路径可以是 C:\Users\861\Pictures\画图\输入输出流.png。

但是，如果将这段路径保存为字符串时，就需要将单个反斜杠换成双反斜杠。因为单个反斜杠是转义字符的标志，双斜杠在字符串中才表示一个斜杠："C:\\Users\\861\\Pictures\\画图\\输入输出流.png"。

也可以用正斜杠来代替反斜杠："C:/Users/861/Pictures/画图/输入输出流.png"。

2.2、相对路径

相对路径就是在当前所在的目录（文件夹）下，文件相对于本文件夹的路径。所以，相对路径的前提是目标文件在本文件夹（或本文件夹的子文件夹）中。

对于Pictures文件夹，输入输出流.png文件的绝对路径就是"画图/输入输出流.png"。

3、文件分类

3.1、文本文件（ASCII文件）

文本文件的后缀名为 .text、.cpp等，存储方式为字符串。也就是对于数字123，其在文本文件中以字符形式存储为'1'，'2'，‘3’，大小为三字节。

3.2、二进制文件

多媒体文件全都存储为二进制文件（0101二进制机器码形式），后缀名为：.ppt、.mp3、.jng等。对于数字123，其在二进制文件中的存储形式为0111 1011，大小为1字节。

4、缓存

4.1、缓存

缓存是数据交换的缓冲区。

当CPU要读取数据时，先在缓存中查找数据，如果找到了数据，就直接使用；如果没找到，就去内存中找；如果内存中还没有就去外存中找。如果同一数据被多次从外存调入内存使用，系统就将该数据保存在缓存中，提高效率。

4.2、文件缓冲区

数据在存入文件，或我们通过scanf()对变量进行赋值时，不是一个数据一个数据进行操作的，而是先将数据保存在缓冲区，等数据数量达到上限，或输入结束，再将所有数据按顺序进行保存或赋值。

●ANSI C标准采用“缓冲文件系统”处理数据文件。

●文件系统：组织，管理文件的方法和数据结构。

●“缓冲文件系统”：系统自动地在内存中为每一个正在使用的文件开辟一个文件缓冲区。如果要将内存中的数据保存到外存的文件中，就将所有数据先输入到输出文件缓冲区中；等缓冲区被装满，或操作完成时，再将所有缓冲区的数据按顺序存储到外存中；然后对缓冲区进行刷新，等待下次操作。将文件数据调入内存中时原理相同。

缓冲区未装满之前，会进行等待，等到装满、操作完成或程序结束时，将数据进行向外存保存。目的是为了减少I/O调用，减少时间的浪费。

5、文件操作函数

5.1、文件打开

文件打开函数是fopen()，使用形式为：FILE* fp = fopen(" 文件路径.后缀名","读写模式");

●fopen()的返回值为文件类型的结构体指针FILE* ，结构体的成员变量是文件的各种信息，指针指向了该文件。

●文件路径可以是绝对路径，也可以是相对路径，但要注意使用 "\\"或"/"。

●文件的读写模式分两大类，一种是针对文本文件，一种是针对二进制文件。其原理都相同，只不过二进制文件的读写模式在文本文件的读写模式后加上字母b。

以只读模式打开，就只能对文件数据进行读取，不能添加或修改；以只写模式打开，就只能对文件进行数据写入，不能读取。所以，为了方便操作，一般选择r+、w+或a+模式打开文件。

5.2、文件数据写入

文件数据写入函数为fwrite()，使用形式为：fwrite(buff,sizeof(数据类型),count,fp); 意为将buff字符串或字符数组中的count个数据写入到fp指针指向的文件中去。

●fwrite()的返回值为count，是写入到文件中的数据个数；

●sizeof(数据类型)：是我们要写入文件中的数据的单个数据字节大小。

●count：这一次操作要向文件写入的数据个数；如果buff中的数据少于count，则系统会硬从缓冲区中读取够count个数据，写入到文件中。所以，count的大小应为buff数组中有效数据个数。

●fp：指向要写入数据的文件的指针。

5.3、文件数据读取

文件数据读取函数是fread()，其使用形式为fread(buff,sizeof(char),count,fp);意为将fp指向的文件中最多count个数据读取到buff字符数组中。数据的读取是从文件数据首部开始，若文件数据量大于count，文件光标移动到count位置，下一次的读取从count位置开始。

●fread()返回值是成功从文件中读取到的实际数据个数，若fp指向文件的数据数量小于count，就只读取实际的数量。

●sizeof(char)：单个数据大小。

●count：一次性想从fp指向的文件中读取的数据个数，注意不能超出buff的容量。

●fp：指向要读取数据的文件的指针。

5.4、文件关闭

文件关闭函数为fclose()，使用形式为fclose(fp);

文件被打开使用完之后，就需要关闭。正如上述所言，文件被使用时，系统会给文件开辟一块文件缓冲区，并且还会占据其他资源；如果只打开文件，而不关闭，必然会导致系统资源被浪费。

6、拷贝文件小练习

6.1、拷贝文本文件

对于一个文件"hello.text"，其内容为"hello,world!"，将其内容拷贝到一个新文件"newhello.text"中。

//以只读模式，打开hello.text文件，以fp1指向//以r模式打开文件，只能对文件进行数据读取，//若文件不存在，会返回NULL值FILE* fp1 = fopen("C:\\Users\\86187\\Documents\\hello.txt","r");assert(fp != NULL); //若打开失败，就中断程序//以可读可写w+模式，打开newhello.text文件，以fp2指向//系统中没有newhello.text，程序会自动创建文件FILE* fp2 = fopen("C:\\Users\\86187\\Documents\\newhello.txt", "w+");assert(fn != NULL);//用来保存一次性读取到的数据，数组大小可以更大//也可以用一个char型变量来保存，//一次只读取一个字符，就比较慢char buff[256]={0}； int count = 0;//用count记录每次成功读取到的数据量//若count==0，意味着文件数据被读取完了while (count = fread(buff, sizeof(char), 255, fp)) {//将buff中读取到的数据写入新文件//读取到count个，就写入count个//否则系统会强转从缓存区读取够你指定的数量//就会读取到其他未知数据fwrite(buff, sizeof(char), count, fn);//将buff中数据清空，防止影响下次写入memset(buff, 0, 256);}fclose(fp); //关闭文件fclose(fn);

若执行成功，就会在指定路径下找到新拷贝的文件。

6.2、歌曲拷贝

在音乐软件中，下载一首普通歌曲。确认路径，然后以二进制文件形式打开。虽然二进制文件与文本文件对于数据的存储方式有所不同。如123：以文本文件存储为'1'，'2'，'3'；以二进制文件存储为 123的二进制形式：0111 1011。但是，其最根本的形式还是二进制0101...机器码，所以我们直接按字节大小来读取。

一个char型数据容量为1字节，一个256个格子的字符数组能保存256个字节的数据。我们使用数组来保存读取到的字节数据，设置一次性读取的最大数据量为255，也可以是256、254......。count为实际读取到的数据字节数，根据实际字节数，将数据写入新文件。

//以二进制读模式打开歌曲FILE* fp1 = fopen("D:/KuGou/EXO - 咆哮 (Chinese ver.).mp3", "rb");//以二进制读写模式打开新歌曲文件//没有文件，自动创建FILE* fp2 = fopen("D:/KuGou/NewSong.mp3", "wb+");char buff[256] = { 0 };int count = 0;while (count = fread(buff, sizeof(char), 255, fp1)) {fwrite(buff, sizeof(char), count, fp2);//清空buff数组，防止影响下次写入数据memset(buff, 0, count);}fclose(fp1);fclose(fp2);

若歌曲拷贝成功，就可以进行播放。新歌名为NewSong，歌手未知，但其他数据全部拷贝过来了。

7、文件相关函数

7.1、文件相关知识

1、我们先了解一下关于文件头部，光标当前位置和文件尾部的宏定义：

SEEK_SET：文件头部。数值：0

SEEK_CUR：文件光标当前位置。数值：1

SEEK_END：文件尾部。数值：2

2、标准输入stdin、标准输出stdout、标准错误stderr

在程序运行的时候，系统会默认开启三个输入输出流，stdin默认指向键盘，stdout和stderr默认指向屏幕，也可以重定向输出到文件中。这仨个流分布完成数据的传输：stdin将输入数据传输到指定位置，stdout将要输出的数据传输到指定位置，stderr将程序运行的错误信息传输到指定位置。在下方会配合文件相关函数，理解这三个流和文件函数。

7.2、文件光标移动函数 fseek()，文件字节数统计函数 ftell()

1、fseek(FILE* fp,int count,SEEK_SET)：此时count需要 >=0，因为当count为正时，代表将光标从指定的位置向后移动count位；当count为负时，代表将文件光标从指定位置向前移动count位；count为0时，代表就让鼠标待在指定的三个位置之一。

//指定文件光标，//待在从文件开头向后移一位的位置fseek(fp, 1, SEEK_SET);//待在当前位置fseek(fp, 0, SEEK_SCUR);//待在从文件尾部向前移一位的位置fseek(fp, -1, SEEK_END);

此时，还暂时没有体现出文件光标移动的意义，fseek()配合着统计光标之前的字节数函数ftell()，就体现出其一部分的作用了。

2、ftell(FILE* fp)：统计该文件文件光标之前的数据字节数。如果我们想要通过代码知道一个文件的大小，就可以通过将文件光标移动到文件结尾，再统计光标之前的字节数，就可以知道文件的字节大小了。

将之前写入的内容清除，此时文件中只有12个字符，所以大小为12字节。

7.3、getc(),putc()

1、getc(FILE* fp)函数：从指定文件的文件光标处获取一个数据当作返回值返回。当文件刚被打开时，默认文件光标在文件开头。当getc() 获取到一个数据时，光标自动向后移动一位。

●使用方式：

FILE* fp = fopen("C:\\Users\\86187\\Documents\\hello.txt","a+");assert(fp != NULL);char a = getc(fp);printf("%c", a);//等价于printf("%c", getc(fp));fclose(fp);

连续使用，就可以按顺序获取到文件的数据。

●注意：对于二进制文件，其以二进制方式保存数据，如果该文件中刚好有 -1，其值与文件结束标记EOF的值相同，所以用getc()函数获取二进制文件的数据时可能会被误导。

char a = 0;while ((a = getc(fp)) != EOF) {printf("%c", a);}

扩充：

若我们将getc获取数据的来源从文件改为输入流stdin，我们就实现的getchar()的功能：getc(stdin); <=> getchar(); //所以getchar()是getc()的特殊实现。//这也是一个专业术语--重定向，的实现。

2、putc(int a,FILE* fp)函数：将数据a输入到fp指向的文件中。如果文件是以写的w+或r+方式打开，a会从文件头开始保存，覆盖原数据；如果文件以a+方式打开，数据就从文件结尾开始保存。当a值的大小在ASCII码范围内，a被保存后，可以被识别为我们常见的字符；如果超出范围，我们打开文件就可能会显示乱码。

扩充：

若我们将putc输出数据的终端从文件改为输出流stdout，我们就实现的putchar()的功能：putc('a'，stdout); <=> putchar(); //所以putchar()是putc()的特殊实现。

7.3、fgets()，fputs()

1、fgets(char* buff,int count,FILE* fp)：将fp指向文件中的count个数据获取到字符串buff中。

当我们将其数据来源重定向为stdin时，我们就实现了gets()函数。读者可自行验证。

2、fputs(const char* buff,FILE* fp)：将字符串buff中的数据输出到fp指向文件中。

当我们将其数据输出终端重定向为stdout时，我们就实现了puts()函数。读者可自行验证。

7.4、 fscanf()、fprintf()

1、fscanf(FILE*fp,Format 数据格式,数据去向)：从文件中获取数据，以指定格式输入到指定去向。如：

//将fp指向的文件中光标位置的后两个数据//以字符形式分别保存到a、b中char a = 0, b = 0;fscanf(fp, "%c%c", &a,&b);printf("%c,%c",a,b);

将数据来源从文件修改为输入流stdin时，就可以实现scanf()函数：

2、fprintf(FILE* fp,Format 数据格式, 数据来源)：将数据来源的数据以指定数据格式，写入文件fp。如：

将数据去向从文件修改为输出流stdout，就实现了printf()函数。读者可自行验证。

8、总结

1、在输入文件路径时，要注意斜杠问题，要使用双反斜杠"\\"或正斜杠'/'代替。

2、文件类型分为文本文件和二进制文件两种，但最根本的数据形式还是二进制机器码。我们在文本文件中编辑的数据都是各类字符，是我们认识的，所以文本文件以文本解析工具打开后我们还能认识其中内容。但二进制文件中全是机器码，其排列组合就不一定是我们能认识的字符或ASCII码表中的字符了，所以二进制文件以文本解析工具打开的话，其中有些字符我们能认识，但大部分都是乱码形式。

3、文本文件与二进制文件的打开模式相同，只不过多加了个字符b。

4、如果以一个字节一个字节的形式从二进制文件中读取数据，有可能读取到 -1的二进制（与文件结束标志相同）。让程序误以为读取到文件末尾了，导致出错。

5、文件数据读取与写入有缓冲区帮助，目的是为了减少I/O调用，避免浪费资源与时间。

6、各类从键盘输入和屏幕输出的函数，其实都是各类文件数据读取和写入函数的特殊实现。