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从上帝视角看文件操作

java 2025/5/5 10:59:05

1.为什么使用文件？

如果没有文件，我们写的程序中的数据是存储在电脑的内存中，当程序退出时，内存被回收后，数据就丢失了，等下次运行程序，是无法看到上次程序的数据的。(比如我们在程序中写通讯录时，联系人的相关数据都是放在内存中的，当程序退出时，这些数据也会随之消失，下次运行通讯录时，又得重新录入数据，很是麻烦。)因此，可以使用文件来长期保存数据。

2.文件的相关介绍

2.1:什么是文件？

外存(如C盘、D盘、U盘等)上的文件就是文件。

2.2:文件的分类

在程序设计中，我们⼀般谈的文件有两种(按功能划分)：程序文件与数据文件。本篇博客讨论的是数据文件。

a.程序文件

程序文件包括源程序文件（后缀为.c）,目标文件（windows环境下后缀为.obj，Linux环境下后缀为.o）,可执行程序（windows环境下后缀为.exe）。

b.数据文件

存放数据的文件。数据是指程序运行时从文件中读、写的数据。程序运行时既可以从数据文件中读取数据，也可以将数据输出到数据文件中。

2.3:文件名

每个文件都有唯⼀的文件标识，以便用户识别和使用。文件名包含3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀。
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3.二进制文件与文本文件

3.1:二进制文件与文本文件的介绍

根据文件中存储的内容不同，可将文件分为二进制文件与文本文件。我们知道数据在内存中是以⼆进制的形式存储。若数据依旧以二进制的形式存储到外存的文件中，则该文件就是二进制文件；若数据以ASCII码的形式存储到外存的文件中，则该文件就是文本文件。文本文件通过记事本打开时，肉眼是能够看懂的，而二进制文件通过记事本打开时，全部是乱码，肉眼看不懂。
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#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10000;FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");//f:file(文件)，o:open（打开）/*fopen函数在该源文件所在的路径下，打开名为test.txt的文件(若该文件不存在，就在该源文件所在的路径下，创建名为test.txt的文件)，并在该文件中写入二进制的数据。w:write(写)，b:binary(二进制)*/fwrite(&a, 4, 1, pf);//在该文件中写入二进制的数据，该数据占4个字节，写入1次fclose(pf);//关闭该文件pf = NULL;return 0;
}

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4.文件的打开与关闭

4.1:流

流是一个高度抽象的概念。我们知道水流里面流淌的是水，而我们要探讨的流是指数据流，它里面流淌的是数据。程序在读取(输入)数据或写入(输出)数据时，并不是直接与外部设备进行数据传输，而是通过流来进行，流是程序与外部设备之间进行数据传输的中转站。以程序从外部设备中读取数据为例:先要打开流，然后外部设备将数据传输给流，程序再从流中读取数据。
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4.2:标准流

程序在运行时，我们经常从键盘上读取数据，然后将程序运行的数据输出到屏幕上，为什么我们没有手动打开流呢?因为C语⾔程序在启动的时候，默认打开了3个流：标准输入流 stdin，标准输出流 stdout，标准错误流 stderr。
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4.3:文件指针变量的介绍

缓冲文件系统中，有个关键的概念: 文件指针变量，简称文件指针。每当打开文件时，会在内存中开辟⼀个相应的文件信息区(本质上是结构体类型变量，即FILE类型的变量)，用来存放该文件的相关信息（如文件的名字，文件状态及文件的存储位置……）。该结构体类型是由系统创建的，并用typedef将该结构体类型重命名为 FILE类型。
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不同的C语言编译器中，FILEl类型包含的内容可能会有所不同，但大致是一样的。每当打开文件时，系统会根据该文件的情况自动创建⼀个FILE类型的变量，并填充其中的信息。文件的使用者不必关心填充的内容是什么。可以通过FILE *类型的指针变量来维护这个FILE类型的变量。

4.4:文件指针变量的创建

文件指针变量也就是FILE*类型的指针变量。

FILE * pf;

pf是指向FILE类型变量的指针变量。它指向某个文件的文件信息区（本质是⼀个结构体变量）。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。

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4.5文件的打开与关闭

就像我们在冰箱中放/取东西，先打开冰箱门，放/取东西，关闭冰箱门；在对文件进行操作时，我们需要先打开文件，再从文件中读取数据或者向文件中写入数据，最后记得要关闭文件。
每当打开文件时，系统会自动创建一个文件信息区，并返回文件信息区的地址(FILE * 类型)，可以将该地址存放到FILE*类型的指针变量中，这样就能将文件与指针变量建立联系了。

a.绝对路径与相对路径

绝对路径是从根目录开始的，相对路径是从当前文件所在的路径开始的。

b.当前路径与上一级路径

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c.fopen函数和fclose函数的介绍

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示例1:

示例2：

int main()
{FILE* pf = fopen("C:\\AppStore\\WebCache\\test.txt", "w");//     '\\'是转移字符，表示一个'\'//"C:\\AppStore\\WebCache\\test.txt"是绝对路径 + 文件名 + 文件名后缀，该路径也可以写成"C:/AppStore/WebCache/test.txt"//若文件打开成功，则返回该文件的文件信息区的地址if (pf == NULL){//test.txt文件打开失败perror("fopen:");return 1;}else{printf("文件打开成功\n");}return 0;
}

示例3:

#include<stdio.h>
int main()
{//若test.txt文件在当前源文件的上一级路径下，FILE* pf = fopen(".\\..\\test.txt", "w");//以写的方式打开test.txt文件,//".\\..\\test.txt"表示相对路径 + 文件名 +文件名后缀//也可以写为"./../test.txt"//若文件打开成功，则返回该文件的文件信息区的地址if (pf == NULL){//test.txt文件打开失败perror("fopen:");return 1;}else{printf("文件打开成功\n");}//接着读取文件中的数据，或者向文件中写入数据//......//最后关闭文件fclose(pf);pf = NULL;