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我们曾经在C语言的学习中，见过了部分常见的关于文件操作的(库)函数。这篇文章中，

• 我们将会复习这些库函数
• 将其中涉及到的知识，与操作系统做一个简单的关联

1、fopen & fclose

FILE*fopen(constchar*pathname,constchar*mode);

其中，FILE*我们可能还记得是“文件指针”。实际上FILE*又叫“句柄”。

只要我们拿着FILE*变量，就可以对被打开的文件做任何操作。

分析fopen的参数列表：

const char *pathname

这个参数，很明显就是要我们输入文件所在的路径，

• 如果显示输入文件的路径，fopen就会打开指定路径下的文件；
• 如果不显示输入，即只输入文件名，fopen就会去默认的**当前路径(CWD)**找同名文件并打开。

也就是说：不带路径，并不意味着不需要路径。

const char *mode

这个参数是文件打开的模式，即文件是“怎样被打开的”。

文件打开的模式有六种：

我们在下面的学习中，会详细介绍这些打开模式。

分析fopen的返回值：

• 成功，返回FILE*变量
• 失败，返回NULL，然后错误将会被报告

至于fclose，我们目前理解为“关闭文件”即可。只要使用fopen打开了文件，我们就在最后加上fclose即可。

#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp=fopen("log.txt","w");// ...fclose(fp);return0;}

2、fprintf & fputs & fwrite

这三个库函数都可以向文件做写入。但是它们之间有细节上的差别。

fprintf

我们知道，printf直接向标准输出流做写入；而fprintf就是指定流做写入，那么fprintf就可以指定一个文件(流)，然后写入内容到文件中。

值得注意的是，fprintf和printf一样，对于输入的任意类型的变量，都可以转化成字符串再输入到流中，即做格式化输入。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intmain(){FILE*pf=fopen("log.txt","w");if(NULL==pf){perror("fopen failed!\n");exit(1);}intcnt=10;while(cnt){fprintf(pf,"Hello world. cnt: %d\n",cnt);--cnt;}if(pf)fclose(pf);return0;}

fputs

intfputs(constchar*s,FILE*stream);

fputs就是向指定流里写入字符串。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intmain(){FILE*pf=fopen("log.txt","w");if(NULL==pf){perror("fopen failed!\n");exit(1);}intcnt=10;constchar*message="Hello text.\n";while(cnt--)fputs(message,pf);if(pf)fclose(pf);return0;}

fwrite

size_tfwrite(constvoid*ptr,size_tsize,size_tnmemb,FILE*stream);

fwrite的作用是向指定流写入任意类型的数组。其中，

• size：数组元素的大小(字节数)。比如对于int，我们可以写sizeof(int)
• nmemb：数组元素的个数

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>intmain(){FILE*pf=fopen("log.txt","w");if(NULL==pf){perror("fopen failed!\n");exit(1);}constchar*str="abc\n";intcnt=10;while(cnt--)fwrite(str,sizeof(str[0]),strlen(str),pf);if(pf)fclose(pf);return0;}

2.1、回顾“新建文件，新建在当前文件”

还记得吗：文件新建后，为什么就在“当前路径”？因为有环境变量。

使用系统调用chdir，对当前进程的环境变量PWD做修改，我们就可以设计程序，在指定的路径新建一个文件：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<unistd.h>intmain(){chdir("/home/yzc");//char pwd[64];//getcwd(pwd, sizeof(pwd));//printf("%s\n", pwd);FILE*pf=fopen("log.txt","w");fclose(pf);return0;}

2.2、文件模式

w模式

/* w: Truncate file to zero length or create text file for writing. The stream is positioned at the beginning of the file. */

以w模式打开文件：

• 如果文件不存在，新建一个同名文件
• 如果文件存在，
  • 清空文件内容
  • 从文件的开头，开始写入

还记得吗：想清空文件，我们可以执行命令>log.txt，往文件log.txt中写入“空”。

实际上，输出重定向操作符>，转化成了以w模式打开文件，写入内容，再关闭文件的操作。(w模式打开文件，会清空文件内容)

a模式

/* a: Open for appending (writing at end of file). The file is created if it does not exist. The stream is positioned at the end of the file. */

a意为"append"，“追加”的意思。以a模式打开文件，

• 如果文件不存在，新建文件
• 如果存在，在文件的末尾位置开始写入(不做清空操作)

类比上面关于输出重定向>与w模式关系的讨论，我们也可以得出：追加输出重定向>>，转化成了以a模式打开文件，写入内容，再关闭文件的操作。

r模式

r模式下进行的是读取。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>intmain(){FILE*pf=fopen("log.txt","r");if(NULL==pf){perror("fopen failed!\n");exit(1);}charinbuf[64];while(fgets(inbuf,sizeof(inbuf),pf))// 将 log.txt 的内容读取到 inbuf 中{printf("%s",inbuf);sleep(1);}fclose(pf);return0;}

2.3、理解：文件内容 & 读写

文件内容，实际上就相当于一个一维数组char content[]

在用户的视角下，文件log.txt的内容可能是这样的：

abcd1234

而在操作系统的视角下，文件log.txt的内容却是这样的：

abcd\n1234

我们可以得出结论：

• 所谓文件内容，其实就是操作系统维护了一个一维数组char content[]

那么，

• w模式下从文件的beginning开始写入，就是在content的0下标开始写入
• a模式下从文件的ending开始写入，就是在content的strlen(content)下标开始写入。这里我们可以理解为，末尾开始写入的时候，content数组会扩容

读写：维护一个int index

我们如何知道，读写文件，到了哪一个位置？答案是操作系统，维护了一个int index，定位读写content的位置。也就是说index存储的是content的下标值。

所以我们有库函数ftell，告诉我们index此时的位置：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>intmain(){FILE*pf=fopen("log.txt","r");if(NULL==pf){perror("fopen failed!\n");exit(1);}longpos=ftell(pf);while(1){pos=ftell(pf);intch=fgetc(pf);if(ch==EOF)break;elseif('\n'==ch)printf("%ld: \\n\n",pos);elseprintf("%ld: %c\n",pos,ch);sleep(1);}fclose(pf);return0;}

但是，由于index只有一个，所以使用 w+ r+ a+ 模式的时候，当我们读 / 写完后，index已经发生了变化；再想写 / 读的话，需要重新调整index。(这就比较麻烦)