可以说文件操作没那么重要，文件是用来存放数据，而公司代码相关的数据信息一般都放在数据库，而不是文件，所以文件的相关操作使用得比较少。

1. 为什么使用文件

如果没有文件，我们写的程序的数据（变量n）是存储在电脑的内存中。

如果程序退出，内存回收，数据就丢失了，等再次运行程序，是看不到上次程序的数据的。

如果要将数据进行持久化的保存，我们可以使用文件。文件是放在硬盘上的。

代码都是以文件的形式存在的，所以程序退出，下次打开，代码还在，但数据不在了。

2. 什么是文件

磁盘（硬盘）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

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。

文件后缀.txt、.c、.cpp、……只会影响文件的默认打开方式，不会影响文件的内容。

3. 二进制文件和文本文件

根据数据的组织形式，数据文件又被分为：文本文件、二进制文件。

二进制文件：数据在内存中以二进制的形式存储，如果不加转换的输出到外存，就是二进制文件。

文本编辑器打开二进制序列文件：

（文本编辑器认识文本信息，但不认识二进制信息）

文本文件：如果要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件。

一个数据在内存中是怎么存储的呢？

字符一律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。

如有整数10000，如果以ASCII码的形式输出到磁盘，则磁盘中占用5个字节（每个字符一个字节），而二进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节（VS2019测试）。

测试代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10000;
 FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");  //二进制写的形式打开文件
 fwrite(&a, 4, 1, pf);                //⼆进制的形式写到⽂件中
 fclose(pf);
 pf = NULL;
 return 0;
}

程序执行结束，产生了一个text.exe的二进制文件。 

在VS上打开二进制文件：

10000在二进制文件中

前面的00000000可能是VS添加的标记，无实际意义。

4. 文件的打开和关闭

4.1 流和标准流

4.1.1 流

我们程序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。程序员需要把各种外设的读写方式都搞清楚才能够写代码，就太复杂了。

 流（streams） ：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，我们可以把流想象成流淌着字符的河。

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。（中间商、媒介）

一般情况下，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。

程序员要读数据，从流里面读就可以了，要写数据，向流里面写就好了。流是我们抽象出来的一个概念，是一个中间商。流对接不同的外部设备，具体怎么把流里面的数据写入不同的外设，不需要程序员关心。

一般情况下，程序员只需要关心怎么向流里面写数据和读数据就好了，不需要关系不同外部设备是如何操作的。

4.1.2 标准流

那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。

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的。

4.2 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。该结构体类型是由系统声明的，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间接找到与它关联的文件。

比如：

4.3 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 );
//关闭⽂件
int fclose ( FILE * stream );

mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式：

'w'方式：
        在没有文件的时候，会创建一个文件，从头开始写；
        在有文件的时候，会清空文件，从头开始写。

'a'方式：
        在没有文件的时候，会创建一个文件；
        在有文件的时候，从尾开始写。

实际代码：

/* fopen fclose example */
#include <stdio.h>
int main ()
{
 FILE * pFile;
 //打开⽂件
 pFile = fopen ("myfile.txt","w");
 //⽂件操作
 if (pFile!=NULL)
 {
 fputs ("fopen example",pFile);
 //关闭⽂件
 fclose (pFile);
 }
 return 0;
}