在C语言中，文件指针指向什么？

Question

我正在尝试理解C语言中的输入和输出文件。在开始时，当我们想要打开一个文件进行读取时，我们声明一个文件指针如下：

FILE *fptr1 = fopen( "filename", "r")

我知道FILE是stdio.h库中的数据结构，它包含有关文件的信息。我也知道fopen()函数返回一个FILE结构。但是，指针的目的是什么？它只是指向与文件相关的一些信息吗？我一直在研究这个问题，我听说过“文件流”这个术语。我知道它是与文件通信的接口（感觉有点模糊，但我会接受它）。简单来说，指针指向的就是文件流吗？在上面的代码示例中，指针是否指向输入文件流？

谢谢！

- Manesha Ramesh

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它的意图是模糊的。这个想法是不同的实现可以以不同的方式处理事情，但你不需要关心，因为你只处理“FILE *”。 - Dmitri

相关链接：https://dev59.com/mXE95IYBdhLWcg3wKq2q - alk

指针指向描述打开文件的struct _IO_FILE。 - DYZ

请参见标准C99 7.19。 - pmg

Answer 1

FILE结构旨在保持不透明。换句话说，如果您希望程序具有可移植性，则不应查看它。

此外，FILE始终通过指针使用，因此您甚至不需要知道其大小。

从某种意义上说，您可以将其视为所有目的的void *。

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现在，如果你真的对于 FILE 类型的内容感兴趣，C标准本身已经很好地解释了它！请参阅C11 7.21.1p2：

(...) FILE 是一个对象类型，能够记录控制流所需的所有信息，包括其文件位置指示器、指向其关联缓冲区（如果有）的指针，记录读/写错误的错误指示器和记录文件结尾是否已到达的文件结束指示器; (...)

因此，正如你所看到的，它至少包含以下内容：

• 文件内的位置
• 指向缓冲区的指针
• 错误标志
• EOF标志

它提到了（就像你所说的）流。你可以在第7.21.2节流中找到更多详细信息：

输入输出，无论是来自物理设备如终端和磁带驱动器，还是来自支持结构化存储设备的文件，都被映射为逻辑数据流，它们的属性比各种输入输出更统一。支持两种映射形式，即文本流和二进制流。

(...)

二进制流是有序字符序列，可以透明地记录内部数据。 (...)

我们可以看到，流是一个有序的字符序列。请注意，它并没有说明这个序列是否有限！（稍后再讨论）

那么，它们与文件有何关系？让我们看看第7.21.3节“文件”：

当你打开一个“磁盘文件”（通常是计算机中的文件）时，你就会关联一个“流”（有限的，在这种情况下），你可以通过fread()等相关函数来打开/读取/写入/关闭它，并且保存所有必要信息的数据结构是FILE。打开现有文件会丢弃其以前的内容（如果需要）。如果文件支持定位请求（如磁盘文件，而不是终端），则与流关联的文件位置指示器将定位在文件的起始字符编号零处，除非以追加模式打开文件，在这种情况下，文件位置指示器最初定位在文件的开头或结尾是由实现定义的。文件位置指示器由后续的读取、写入和定位请求维护，以促进对文件的有序进展。

然而，还有其他类型的文件。想象一个伪随机数生成器。你可以将它构想成一个无限只读文件：每次读取它都会给你一个不同的值，而且它永远不会“结束”。因此，该文件将与无限流相关联。而有些操作可能对它没有意义（例如，也许你不能搜索它，即移动文件位置指针）。

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这只是一个简要介绍，但是您可以看到，FILE结构是文件概念的抽象。如果您想了解更多关于这方面的知识，最好的方法是阅读一本优秀的操作系统书籍，例如Tanenbaum的现代操作系统。该书还涉及C语言，更好。

- Acorn

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非常感谢！您的回复非常全面！ - Manesha Ramesh