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1. 为什么使用文件
我们学习结构体时，可能都写过通讯录的程序，当通讯录运行起来的时候，可以给通讯录中增加、删除数据，此时数据是存放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，等下次运行通讯
录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很难受。我们在想既然是通讯录就应该把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。
这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。
2. 什么是文件
磁盘上的文件是文件。
但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的）。
2.1 程序文件
包括源程序文件（后缀为.c）,目标文件（windows环境后缀为.obj）,可执行程序（windows环境后缀为.exe）。
2.2 数据文件
文件的内容不一定是程序，而是程序运行时读写的数据，比如程序运行需要从中读取数据的文件，或者输出内容的文件。
本章讨论的是数据文件。
在以前各章所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上文件。
2.3 文件名
一个文件要有一个唯一的文件标识，以便用户识别和引用。
文件名包含3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀
例如： c:\code\test.txt
为了方便起见，文件标识常被称为文件名。
3. 文件的打开和关闭
3.1 文件指针
缓冲文件系统中，关键的概念是“文件类型指针”，简称“文件指针”。
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。该结构体类型是有系统声明的，取名FILE.
例如，VS2013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。
下面我们可以创建一个FILE*的指针变量:
FILE* pf;//文件指针变量 定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个文件的文件信息区（是一个结构体变量）。通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。
比如：
3.2 文件的打开和关闭
文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件。
在编写程序的时候，在打开文件的同时，都会返回一个FILE*的指针变量指向该文件，也相当于建立了指针和文件的关系。
ANSIC 规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件。
//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );//参数 文件名，打开方式
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );//参数 文件指针文件的打开方式：
| 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 | 出错 |
| “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 |
举个例子：
#include<stdio.h>
int main()
{
//以写的形式打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;//置空，防止野指针
} 
我们可以在当前路径查看，文件确实已经生成。
如果是以只读的方式打开文件，但这个文件又没创建，会怎么样呢？
#include<stdio.h>
int main()
{
//以读的形式打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;//置空，防止野指针
}
以只读的方式打开文件，首先要在当前路径创建文件，才能打开，与只写不同，不能自己创建新文件。
4. 文件的顺序读写
| 功能 | 函数名 | 适用于 |
| 字符输入函数 | fgetc | 所有输入流 |
| 字符输出函数 | fputc | 所有输出流 |
| 文本行输入函数 | fgets | 所有输入流 |
| 文本行输出函数 | fputs | 所有输出流 |
| 格式化输入函数 | fscanf | 所有输入流 |
| 格式化输出函数 | fprintf | 所有输出流 |
| 二进制输入 | fread | 文件 |
| 二进制输出 | fwrite | 文件 |
红色标记是针对文本文件的，而二进制输入输出是针对二进制文件的。
fputs函数示例：
include<stdio.h>
int main()
{
//以写的形式打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
}
//写文件
char ch = 0;
for (ch = 'a'; ch < 'z'; ch++)
{
fputc(ch, pf);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;//置空，防止野指针
}程序运行效果
此时我们看到test.txt文件被输入了26个字母。当我们使用fputc函数时，每向文件内输入一个字母，指向文件状态的指针（可以理解为光标）就会向后移动一位。（并不是文件指针（pf）的运动）
fgetc函数示例
#include<stdio.h>
int main()
{
//以读的形式打开文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
}
//读文件
char ch = 0;
while ((ch = fgetc(pf))!= EOF)
{
printf("%c", ch);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;//置空，防止野指针
}运行结果：
4.1 流的概念
我们在针对的文件的函数时，看到了所有输出流，所有输入流，那么流是什么呢？
首先流是一个高度抽象的概念。计算机有很多的外部设备组成，我们在操作外部设备的时候，每一个设备操作方法都是不同的，这对技术人员的要求就比较高了，为了简化这种操作，就在数据和外部设备之间抽象出了流，程序员只需要把数据写入流里面就可以了，c语言会操作这些流，流向计算机外部设备。
其实我们在写文件的时候，打开文件，关闭文件。
scanf从键盘上读取数据
printf向屏幕上打印数据
直接就操作了。
那是因为：c语言程序，只要运行起来，默认就打开了3个流
1.标准输入流----stdin
2.标准输出流----stdout
3.标准错误流----stderr
维护这三个流的指针都是FILE*
既然fputc适用所有输出流那么我们就可以直接打印到屏幕上面：
#including<stdio.h>
int main()
{
for (ch = 'a'; ch < 'z'; ch++)
{
fputc(ch, stdout);
}
return 0;
}
4.2 对比几组函数：
scanf/fscanf
printf/fprintf
fprintf函数：
可以看到fprintf就比printf多了一个参数----文件流
函数的使用：
#include<stdio.h>
struct S
{
float f;
char c;
int n;
};
int main()
{
struct S s = { 3.14f, 'w', 100 };
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
fprintf(pf, "%f-%c-%d", s.f, s.c, s.n);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
直接将数据写入文件了。
fscanf函数：
同样的fscanf比scanf多了一个参数----文件流
函数的使用：
struct S
{
float f;
char c;
int n;
};
int main()
{
struct S s = {0};
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
fscanf(pf, "%f-%c-%d", &(s.f), &(s.c), &(s.n));
printf("%f-%c-%d\n", s.f, s.c, s.n);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
成功将数据读出。
fwrite和fread函数：
fwrite可以以二进制的方式将数据写入文件
参数解释：
ptr ：指向要写入的数据块的指针。
size ：每个数据项的大小（以字节为单位）。
count ：要写入的数据项的数量。
stream ：要写入数据的文件指针。
fread则可以以二进制的方式向文件读取数据
函数用法：
#include<stdio.h>
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
//写文件
FILE*pf = fopen("data.txt", "wb");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//二进制的写文件
fwrite(arr, sizeof(arr[0]), sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
我们看到文件显示的是乱码，这是因为文件不能识别二进制数据，但这些数据确实是被存入了文件当中，我们可以是用fread函数来验证。
//二进制的方式读取文件
int main()
{
int arr[10] = {0};
//写文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//二进制的读文件
fread(arr, sizeof(arr[0]), sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), pf);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
我们可以看到，成功的读取了文件中的信息。
5. 文件的随机读写
5.1 fseek函数
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
参数解释：
stream：要定位的文件指针。
offset：偏移量，即要移动的字节数。
origin：起始位置，指定从哪个位置计算偏移量。可以是以下值之一：
SEEK_SET：从文件开头开始计算偏移量。
SEEK_CUR：从当前文件指针位置开始计算偏移量。
SEEK_END：从文件末尾开始计算偏移量。
举个例子：
我们在文件中填写了abcdef，进行了四次输出操作，偏移位置来到了d，但我们又想输出c，该怎么使用fseek函数达到这种效果。
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
int ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//a
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//b
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//c
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//d
fseek(pf, -2, SEEK_CUR);//从文件当前位置向左移动两个偏移量
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//b
return 0;
}
让偏移量向左移动两位就好了。
5.2 ftell
返回文件指针相对于起始位置的偏移量，传参时只要有文件流的指针就行了。
举个例子：
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
int ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//a
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//b
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//c
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//d
int pos = ftell(pf);
printf("pos = %d\n", pos);
return 0;
}运行结果：
5.3 rewind
让文件指针的位置回到文件的起始位置。
