C语言文件的概念和文件指针

Posted 2020-07-17

　　1 C语言文件的概念

　　在程序中，当调用输入函数从外部文件中输入数据赋给程序中的变量时，这种操作成为“输入”或“读”；当调用输出函数把程序中变量的值输出到外部文件中时，这种操作称为“输出”或“写”。

　　C 语言中，对于输入、输出的数据都按“数据流”的形式进行处理。也就是说，输出时，系统不添加任何信息；输入时，逐一读入数据，直到遇到 EOF 或文件结束标志就停止。C 程序中的输入、输出文件都以数据流的形式存储在介质上。

　　对文件的输入、输出方式也称为“存取方式”。C 语言中，有两种对文件的存取方式：顺序存储和直接存取。

　　（1）顺序存取文件的特点：每当“打开”这类文件，进行读或写操作时，总是从文件的开头开始，从头到尾顺序读或写。也就是说，当顺序存取文件时，要读第 n 个字节，先要读取前 n-1 个字节，而不能一开始就读到第 n 个字节；要写第 n 个字节，先要写前第 n-1 个字节。

　　（2）直接存取文件又称随机存取文件，其特点是：可以通过调用 C 语言的库函数去指定开始读或写的字节号，然后直接对此位置上的数据进行读，或将数据写到此位置上。

　　数据可以按文本形式或二进制形式存放在介质上，因此文件可以按数据的存放形式分为文本文件和二进制文件。

　　（1）所谓文本文件指的是，当输出时，数据转换成一串字符，每个字符以字符的 ASCII 码值存储到文件中，一个字符占一个字节。当用 printf 函数进行输出时就进行了这样的转换，并在内部处理过程中指定输出文件的终端为屏幕。反之当输入时，又把指定的一串字符按类型转换成数据，并存入内存，比如当调用 scanf 函数进行输入时就进行了这种转换，并在内部处理过程中指定输入终端为键盘。

　　（2）当数据按二进制形式输出到文件中时，数据不经过任何转换、按计算机内的存储形式直接存储到硬盘上。也就是说，对于字符型数据，每个字符占一个字节；对于 int 类型数据，每个数据占两个字节；float 类型的每个数据占四个字节。当从二进制文件读入数据时，不必经过任何转换，而直接将读入的数据存入变量所占的内存空间。由此可以见，因为不存在转换的操作，从而提高了对文件输入输出的速度。注意：不能将二进制数据直接输出到终端屏幕，也不能从键盘输入二进制数据。

　　ANSI 标准规定，在对文件进行输入或输出的时候，系统将为输入或输出文件开辟缓冲区。所谓“缓冲区”，是系统在内存中为各文件开辟的一片存储区。当对某文件进行输出时，系统首先把输出的数据填入为该文件开辟的缓冲区内，每当缓冲区被填满时，就把缓冲区中的内容一次性的输出到对应文件中；当从某文件输入数据时，首先将从输入文件中输入一批数据放入到该文件的内存缓冲区中，输入语句将从该缓冲区中依次读取数据，当该缓冲区中的数据被读完时，将再从输入文件中输入一批数据放入。这种方式使得读、写操作不必频繁地访问外部设备，从而提高了读、写操作的速度。

　　2 文件指针

　　文件指针实际上是指向一个结构体类型的指针，这个结构体中包含有诸如：缓冲区的地址、在缓冲区中当前存取的字符的位置、对文件是“读”还是“写”、是否出错、是否已经遇到文件结束标志等信息。用户不必去了解其中的细节，所有一切都在 stdio.h 头文件中进行了定义。一般称上面提到的结构体类型名为 FILE，定义文件类型指针变量的一般形式为：

　　　　FILE *指针变量名;

　　例如：

　　　　FILE *fp1, *fp2;

　　fp1 和 fp2 均被定义为指向文件类型的指针变量，称为文件指针。