【文件 part 1 – 文件的概念】

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一、文件的概念

文件用来存放程序、文档、音频、视频数据、图片等数据的。
文件就是存放在磁盘上的，一些数据的集合。
在windows下可以通过写字板或记事本打开文本文件对文件进行编辑保存。写字板和记事本是微软程序员写的程序，对文件进行打开、显示、读写、关闭。
作为一个程序员，必须掌握编程实现创建、写入、读取文件等操作。
对文件的操作是经常要用到的知识，比如：传送文件等。

1.1 文件的定义

1. 磁盘文件：（我们通常认识的文件）
   指一组相关数据的有序集合,通常存储在外部介质(如磁盘)上，使用时才调入内存。
2. 设备文件：
   在操作系统中把每一个与主机相连的输入、输出设备看作是一个文件，把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。
   – 键盘：标准输入文件
   – 屏幕：标准输出文件
   – 其它设备：打印机、触摸屏、摄像头、音箱等

在Linux操作系统中，每一个外部设备都在/dev目录下对应着一个设备文件，咱们在程序中要想操作设备，就必须对与其对应的/dev下的设备文件进行操作。

标准io库函数对磁盘文件的读取特点：

文件缓冲区是库函数申请的一段内存，由库函数对其进行操作，程序员没有必要知道存放在
哪里，只需要知道对文件操作的时候的一些缓冲特点即可。

行缓冲

标准io库函数，往标准输出（屏幕）输出东西的时候是行缓冲的。
所谓的行缓冲就是缓冲区碰到换行符的时候才刷新缓冲区。
如果不刷新缓冲区，无法对文件执行读写操作。
行缓冲的刷新条件：

#include <stdio.h> int main(int argc, char const *argv[]) { 
    //由于printf函数是一个标准io，所以只有刷新缓冲区才可以将数据输出到终端 //printf("hello world"); //刷新缓冲区方法1：使用\n //printf("hello world\n"); //刷新缓冲区方法2：程序正常结束 //printf("hello world"); //return 0; //刷新缓冲区方法3：使用fflush函数刷新缓冲区 //printf("hello world"); //fflush：刷新函数。可以刷新指定的缓冲区 //stdout：标准输出，就是对终端进行写操作 //fflush(stdout); //刷新缓冲区方法4：当缓冲区满的时候自动刷新 //默认行缓冲的大小为1024个字节 int i; for(i = 1; i < 300; i++) { 
    printf("%03d ", i); } while(1) { 
    } return 0; } 

全缓冲

1. 缓冲区满了，刷新缓冲区
2. 人为刷新缓冲区 fflush(文件指针)
3. 程序正常结束 会刷新缓冲区

无缓冲

在读写文件的时候通过系统调用io （read write），对文件进行读写数据时，是无缓冲的，即写数据会立马进入文件，读数据会立马进入内存。

写文件的流程

设置缓冲区的目的

通过缓冲可以减少进出内核的次数，以提高效率。

1.2 磁盘文件的分类

一个文件通常是磁盘上一段命名的存储区。
计算机的存储在物理上是二进制的，所以物理上所有的磁盘文件本质上都是一样的：以字节为单位进行顺序存储。
从用户或者操作系统使用的角度（逻辑上）把文件分为：
4. 文本文件：基于字符编码的文件
5. 二进制文件：基于值编码的文件

文本文件

基于字符编码，常见编码有ASCII、UNICODE等。一般可以使用文本编辑器直接打开。
例如：
数5678的以ASCII存储形式为：
ASCII码：00 00 00 00
歌词文件(lrc):文本文件

二进制码文件

基于值编码，自己根据具体应用,指定某个值是什么意思。把内存中的数据按其在内存中的存储形式原样输出到磁盘上，一般需要自己判断或使用特定软件分析数据格式。
例如：
数5678的存储形式为：
二进制码：00010110 00
音频文件(mp3)：二进制文件
图片文件（bmp）文件，一个像素点由两个字节来描述*&&&&&
*代表红色的值，#代表绿色的值，&代表蓝色的值，二进制文件以位来表示一个意思。

文本文件、二进制文件对比：

1. 译码：
   文本文件编码基于字符定长，译码容易些；
   二进制文件编码是变长的，译码难一些（不同的二进制文件格式，有不同的译码方式）。
2. 空间利用率：
   二进制文件用一个比特来代表一个意思(位操作)；
   而文本文件任何一个意思至少是一个字符。
   二进制文件，空间利用率高。
3. 可读性：
   文本文件用通用的记事本工具就几乎可以浏览所有文本文件。
   二进制文件需要一个具体的文件解码器，比如读BMP文件，必须用读图软件。

总结一下：
文件在硬盘上存储的时候，物理上都是用二进制来存储的。
咱们的标准io库函数，对文件操作的时候，不管文件的编码格式（字符编码、或二进制），而是按字节对文件进行读写，所以咱们管文件又叫流式文件，即把文件看成一个字节流。