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//本文章為C/C++程式設計研習班課後心得摘要

硬碟(或其他儲存裝置)都只單純是區塊儲存媒體(block storage)並沒有甚麼檔案或目錄的機構存在，而檔案系統(file system)是作業系統提供的功能，檔案系統紀錄了目錄結構、甚麼檔名對應到硬碟上哪些塊空間、硬碟上哪些空間已經被檔案佔用了不可以覆蓋掉。

檔案分為二進位檔案和文字檔案

二進位檔案 (Binary File)

檔案中的一切資料都被當作原始資料。

與文字檔案 (Text file)

檔案中的資料被解讀成可顯示的字元和一些換行或列印控制字元。

檔案的操作都必須透過作業系統，分成open、read/write、close。

開啟檔案 (open)

告訴作業系統檔案被使用了，請紀錄他的狀態，互斥性的檔案請阻止其他程式使用。

讀取, 寫入檔案 (read/write)

檔案內容變更了，作業系統請從磁碟中找額外的儲存區塊，寫入中的檔案請阻止其他程式讀取。

關閉檔案 (close)

告訴作業系統檔案使用結束。

C語言中，開啟、讀寫、關閉檔案函式，把檔案分為文字檔案、2進位檔開啟。

二進位檔開啟

標準函式庫的檔案處理函式庫，都在 stdio.h 當中，所以必須 #include <stdio.h>，在當中有一個 FILE 結構體，標準函式庫的函式用它來紀錄已開啟檔案的一切資訊，包括目前的讀取位置，所以要以二進位檔的方式開啟一個檔案以供讀取：
//標準函式庫寫在stdio.h中，有用到要宣告 #include <stdio.h>。另外，在stdio.h有個FILE結構體，函式用他來記錄開啟檔案。

FILE *stream =fopen("檔案名稱", "rb");

它傳回一個內部結構體 FILE 的指標，你必須保留這個指標，但是不要去操作它的內容。如果無法開啟檔案(例如檔案不存在)則傳回 NULL，其中的 "rb" 參數指定檔案要以二進位檔模式開啟，你也可以此方式把文字檔當作二進位檔案開啟，然後就可以 fread( ) 函式來讀取內容。

原型: size_t fread( void * buffer,  size_t size, size_t count,  FILE * stream );

參數

• buffer : 儲存讀取資料的記憶體空間。//有緩衝區的輸出入，輸出入>>緩衝區(buffer)>>磁碟
  
• size : 讀取的單位長度，例如下例的 sizeof(int)。
• count : 讀取的個數，下例只讀取1個整數。
• stream : 以 fopen( ) 獲得的 FILE * 內部結構體指標。

傳回值:

讀取到的 bytes，如果檔案斷掉可能會少於size*count bytes ( 跟除法原理一樣啦 ) ，可以用來判斷檔案是否不完整。

例如讀取一個整數：

原型:fread(&a, sizeof(int), 1, stream);

讀取後 stream 的讀取位置會移動，指向下筆資料。你可以看到 fread( ) 的參數以類似 qsort( ) 的方式描述一個陣列空間，所以也可以用來讀取多筆資料，例如一次讀入 3 個浮點數：

float vec[3];
int readBytes = fread(vec, sizeof(float), 3, stream);
if (readBytes < 12) {  printf("檔案結束!");  }

上例中的 fread( ) 應該讀取到 12 bytes，而且讀取後檔案讀取指標移動 12 bytes，如果不足12表示檔案已結束。你可以 ftell 來獲知目前的讀取位置，它傳回目前已讀取的長度(從檔案開頭算來幾 bytes)。

原型: long ftell( FILE * stream );

在結束讀取以後，你應該以 fclose( ) 關閉檔案，告訴作業系統這個檔案已經結束讀取或寫入了。

原型: int fclose( FILE * stream ); 

其中的參數 stream 是 fopen( ) 獲得的 FILE * 內部結構體指標，基本上，使用這種方式讀取檔案，你必須明確地知道該檔案的儲存格式，所以通常用於撰寫讀檔或解碼程式。

寫入二進位檔

FILE *stream = fopen("檔案名稱", "wb");

傳回一個內部結構體 FILE 的指標， "wb" 參數會建立一個空的新檔案，如果該檔案已經存在則會覆蓋掉它。若無法建立檔案(磁碟空間不足或唯讀)則傳回 NULL，如果不想要覆蓋掉原檔案，而是想要在原檔案尾端附加(append)資料，則以 "ab" 模式開啟檔案，但若原檔案不存在則會建立一個空的新檔案。

接著以類似 fread( ) 的方式呼叫 fwrite( )，寫入指定長度的資料到檔案中。

原型: size_t fwrite( void * buffer, size_t size, size_t count, FILE * stream );

參數

• buffer : 儲存欲寫入資料的記憶體空間。
• size : 寫入的單位長度，例如下例 sizeof(int)。
• count : 寫入的個數，下例只寫入1個整數。
• stream : fopen( ) 獲得的 FILE * 內部結構體指標。

傳回值

成功寫入的 bytes，如果發生錯誤(例如磁碟已滿)可能會少於 size*count bytes。

例如寫入一個整數：

fwrite(&a, sizeof(int), 1, stream);

完成檔案寫入以後，同樣必須以 fclose( ) 關閉檔案。

讀取文字檔案

同樣是以 fopen( ) 來開啟檔案，但是參數改用 "rt"。

開啟以後的檔案讀寫不使用 fread( ) 與 fwrite( )，而是類似前面的主控台輸出入，採用 fgetc( )、fgets( )、fputc( )、fputs( )、fprintf( ) 等等的字元或字串輸出入函式。

也可以把非文字檔當作文字檔開啟，但後續這些函式操作可能都會失敗。

FILE *stream =fopen("檔案名稱", “rt”);

傳回一個內部結構體 FILE 的指標，若無法開啟檔案(例如檔案不存在)則傳回 NULL。

讀取單一字元

原型: int fgetc( FILE * stream ); //是不是和 _getch( ) 很像？

例如: int c = fgetc(stream);
參數: stream : fopen( ) 獲得的 FILE * 內部結構體指標。
傳回值: 讀取到的字元，如果已經讀到檔尾則傳回 EOF，也就是整數 -1。

讀取一行字串

原型: char * fgets( char * str, int n, FILE * stream ); //是不是和 gets( ) 很像？

例如: fgetc(buffer, 512, stream);

參數

• str: 儲存讀取到的文字的字元陣列空間。
• n: str 的空間大小，避免 fgets( ) 讀取過頭。
• stream : fopen( ) 獲得的 FILE * 內部結構體指標。

傳回值

如果讀取不到一行文字則傳回 NULL。

#include <stdio.h>

void main(void)
{
    char buffer[256];

    // 嘗試開啟 ReadMe.txt 檔案:
    FILE *stream = fopen("ReadMe.txt", "rt");

    if (stream)
    {
        // 如果檔案開啟成功，以fgets( ) 逐行讀取:
        while(fgets(buffer, 256, stream) != NULL)
        {  printf("%s\n", buffer);  }
        //fgets( ) 讀進來的文字不包含換行，所以顯示的時候特別以 printf 加 \n 來顯示之。

        // 關閉檔案:
        fclose(stream);
    }
    else {  printf("檔案不存在喔!");  }
}

寫入文字檔

FILE *stream =fopen("檔案名稱", "wt");

傳回一個內部結構體 FILE 的指標。使用 "wt" 參數會建立一個空的新檔案，如果該檔案已經存在則會覆蓋掉它。使用 "at" 則從該檔案的尾端接著寫入，如果檔案不存在則會建立一個空的新檔案。若無法建立檔案(磁碟空間不足或唯讀)則會傳回 NULL。

單純寫入一串文字

原型: int fputs( const char* s, FILE* stream);// 是不是和 puts( ) 很像只是多了一個 stream 參數?

參數

• s: 待寫入的一行文字。
• stream : fopen( ) 獲得的 FILE * 內部結構體指標。

傳回值

如果寫入失敗則傳回 EOF。

格式化地寫入一串文字

原型: fprintf(FILE* stream,"" ,變數 );//紅色部分和一般printf一樣

二進位檔案操作是記憶體與檔案之間、逐 byte 的原始資料交換。
文字檔案的操作方法則是字串處理與輸出入。
從檔案中獲得的字串必須經過 strtok( ) 切割，atoi( ) 或 atof( ) 轉換為數值資料，才能夠進行運算。

重點整理

• 檔案的操作模式分為二進位和文字檔兩種。
• 檔案操作必須經過開啟檔案，讀寫檔案，關閉檔案的程序。
• 從主控台獲得字元或字串的方式，也有類似的方式從文字檔獲得字元或一行文字。
• 輸出文字到螢幕的方式，也有類似方式輸出文字到文字檔。

//補充函式　

註:

"r":開啟一個文字檔(text)，供程式讀取。

"w":開啟一個文字檔(text)，供程式將資料寫入此檔案內。如果磁碟內不包含這個檔案，則系統會自行建立。如果磁碟內包含這個檔案，則此檔案內容會被蓋過而消失。

"a":開啟一個文字檔(text)，供程式將資料寫入此檔案的末端。如果此檔案不存在，則系統會自行建立此檔案。

"rb":開啟一個二元檔(binary)，供程式讀取。

"wb":開啟一個二元檔，供程式將資料寫入此檔案內。如果磁碟內不包含這個檔案，則系統會自行建立這個檔案。如果磁碟內包含這個檔案，此檔案內容會被蓋過而消失。

"ab":開啟一個二元檔(binary)，供程式將資料寫入此檔案末端，如果此檔案不存在，則系統會自行建立此檔案。