【C语言】文件操作详解

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目录

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1.什么是文件

1.1程序文件 

1.2数据文件 

1.3 文件名

2.文件的打开和关闭

 2.1文件指针

2.2文件的打开和关闭 

 3.文件的顺序读写

 4.文件的随机读写

 4.1fseek函数

 4.2  ftell函数

4.3 rewind函数 

5. 文本文件和二进制文件 

6.文件读取结束的判定

6.1 feof函数 

1.什么是文件

 磁盘上的文件是文件。 但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的）。

1.1程序文件 

1.2数据文件 

文件的内容不一定是程序，而是程序运行时读写的数据，比如程序运行需要从中读取数据的文件，

1.3 文件名

2.文件的打开和关闭

 2.1文件指针

struct _iobuf {
        char *_ptr;
        int   _cnt;
        char *_base;
        int   _flag;
        int   _file;
        int   _charbuf;
        int   _bufsiz;
        char *_tmpfname;
       };
typedef struct _iobuf FILE;
 

 一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量，这样使用起来更加方便。 下面我们可以创建一个FILE*的指针变量:

FILE* pf;//文件指针变量

比如：

2.2文件的打开和关闭 

 文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件。在编写程序的时候，在打开文件的同时，都会返回一个FILE*的指针变量指向该文件，也相当于建立了指针和文件的关系。

ANSIC 规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件。

//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );

打开方式如下：

下面是一个事例代码：

 
#include <stdio.h>
int main ()
{
  FILE * pFile;
  //打开文件
  pFile = fopen ("myfile.txt","w");
  //文件操作
  if (pFile!=NULL)
 {
    fputs ("fopen example",pFile);
    //关闭文件
    fclose (pFile);
 }
  return 0;
}

 3.文件的顺序读写

 下面我们看一下这些函数的示例代码：

首先看一个fputc函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 26; i++)
	{
		fputc('a' + i, pf);
	}
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

程序运行结束后，可以在当前目录下看到，26个字符成功写入文件： 

我们再看fgetc函数： 

 (读取成功返回字符的ascii码值，读取失败或者读取结束会返回EOF）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);
 
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 如果我们要写入一行的话，那就可以用fputs函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fputs("hello\n", pf);
	fputs("world", pf);
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 那我们要一行一行读入的话，就要用到fgets函数：

这里需要注意：fgets函数最多只能读num-1个字符。如果还没有读到num-1个字符就遇到换行符，也会提前结束。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	char arr[10] = { 0 };
	fgets(arr, 10, pf);
	printf("%s\n", arr);
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 通过测试，我们看到，确实只读了num-1个。

除了上面的函数外，还有格式化的输入输出函数。

下面来看：

通过对比发现，两个函数只是差一个文件指针的参数，那么我们只需要在printf的基础上稍加改进即可：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
struct s 
{
	int a;
	float s;
};
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	struct s s1 = { 100,3.14f };
	fprintf(pf,"%d %f", s1.a, s1.s);
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

既然可以写进去，那么是否可以读出来呢？我们来看fscanf函数：

同样的道理，我们只需在scanf的形式上稍加改进即可：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
struct s 
{
	int a;
	float s;
};
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	struct s s1 = { 100,3.14f };
	fscanf(pf,"%d %f", &(s1.a), &(s1.s));
	printf("%d %f", s1.a, s1.s);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

了解了上面的几个函数后，我们来看一下下面的这几组函数：

printf：向标准输出流写格式化的数据（屏幕）

scanf：从标准输入流读取格式化的数据（键盘）

fprintf：适用于所有输出流的格式化输出函数

fscanf：适用于所有输入流的格式化输入函数，可以干scanf的事

sprintf：简单来说，就是把一个格式化的数据转化成字符串

sscanf ：从字符串中读取格式化的数据

下面是使用sprintf的一个实例代码：
 

struct S
{
	int a;
	float s;
	char str[10];
};
int main()
{
	char arr[30] = { 0 };
	struct S s = { 100,3.14f,"hello" };
	sprintf(arr,"%d %f %s\n", s.a, s.s, s.str);//把格式化的数据转换成字符串存入arr数组
	printf("%s\n", arr);//打印arr数组的内容
	return 0;
}

在调试窗口我们可以看到，确实把一个结构体的变量转换成了字符串： 

那如果我们要把刚才转换成的字符串再转换成原来的数据，就需要sscanf函数：

struct S
{
	int a;
	float s;
	char str[10];
};
int main()
{
	char arr[30] = { 0 };
	struct S s = { 100,3.14f,"hello" };
	struct S tmp = { 0 };
	sprintf(arr,"%d %f %s\n", s.a, s.s, s.str);
	/*printf("%s\n", arr);*/
	sscanf(arr, "%d %f %s\n", &(tmp.a), &(tmp.s),tmp.str);
 
	printf("%d %f %s\n", tmp.a, tmp.s, tmp.str);
	return 0;
}

在调试窗口我们可以看到，确实把字符串转换成了格式化的数据： 

我们继续来看对于二进制的读写函数：

fwrite：从ptr指向的内存块里面写count个大小为size的数据，到stream流(二进制形式)。

struct S
{
	int a;
	float s;
	char str[10];
};
int main()
{
	struct S s = { 99,3.14f,"hello" };
	FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fwrite(&s,sizeof(struct S),1,pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

成功写入，因为是二进制的文件，所以有的看不懂也没有关系。 

接下来，我们再把它读出来：

fread函数：从stream流里面读count个大小为size的数据，放到ptr指向的内存块。返回值是实际读取到的数据的个数。

struct S
{
	int a;
	float s;
	char str[10];
};
int main()
{
	struct S s = { 99,3.14f,"hello" };
	FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
    
	fread(&s,sizeof(struct S),1,pf);
	printf("%d %f %s\n", s.a, s.s, s.str);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

虽然之前写入的是二进制文件，我们看不明白，但是通过fread函数就可以读出来 。 

 4.文件的随机读写

 4.1fseek函数

根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。

 下面是第三个参数的选择：(决定从哪里开始偏移)

 下面是事例代码，我们先创建一个文本文件，里面的内容是：abcdefghi（同下所有事例代码）

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	//定位文件指针
	fseek(pf,5, SEEK_SET);//从文件起始位置偏移
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

从文件起始位置开始，偏移量为5，读出一个字符。

 4.2  ftell函数

返回文件指针相对于起始位置的偏移量 。

如果我们现在不知道文件指针指向哪里，那么就可以用ftell函数来返回相对起始地址的偏移量。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	//定位文件指针
 
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
 
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
 
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
 
	int pos=ftell(pf);
	printf("pos=%d\n", pos);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

4.3 rewind函数 

如果我们在读的过程中想让文件指针回到起始位置，就可以用rewind函数：

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	//定位文件指针
 
	int ch = fgetc(pf);//a
	printf("%c\n", ch);
 
	ch = fgetc(pf);//b
	printf("%c\n", ch);
 
	ch = fgetc(pf);//c
	printf("%c\n", ch);
 
	rewind(pf);
	ch = fgetc(pf);//a
	printf("%c\n", ch);
 
	ch = fgetc(pf);//b
	printf("%c\n", ch);
 
	ch = fgetc(pf);//c
	printf("%c\n", ch);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

5. 文本文件和二进制文件 

根据数据的组织形式，数据文件被称为 文本文件 或者 二进制文件 。

数据在内存中以二进制的形式存储，如果不加转换的输出到外存，就是 二进制文件 。

如果要求在外存上以 ASCII 码的形式存储，则需要在存储前转换。以 ASCII 字符的形式存储的文件就是 文 本文件 。

 

一个数据在内存中是怎么存储的呢？

字符一律以 ASCII 形式存储，数值型数据既可以用 ASCII 形式存储，也可以使用二进制形式存储。如有整数10000 ，如果以 ASCII 码的形式输出到磁盘，则磁盘中占用 5 个字节（每个字符一个字节），而 二进制形式输出，则在磁盘上只占4 个字节（ VS2019 测试）。

 事例代码：
 

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10000;
 FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
 fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
 fclose(pf);
 pf = NULL;
 return 0;
}

6.文件读取结束的判定

6.1 feof函数 

牢记：在文件读取过程中，不能用 feof 函数的返回值直接用来判断文件的是否结束。

而是 应用于当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇到文件尾结束 。

1. 文本文件读取是否结束，判断返回值是否为 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）

例如：

        fgetc 判断是否为 EOF .

        fgets 判断返回值是否为 NULL .

2. 二进制文件的读取结束判断，判断返回值是否小于实际要读的个数。

例如：

        fread 判断返回值是否小于实际要读的个数。