超详细的C进阶教程!(六)C语言文件操作

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今天我们来介绍一下用C语言实现的文件操作
注意,本章介绍的文件操作只能操作文本文件,也就是.txt文件!用其它类型的文件操作可能会失效

目录

  • 为什么要有文件
  • 文件的简介
  • 文件操作理论预备
    • 文件流
    • 文件缓冲区
    • 文件指针
    • 文件类型
  • 文件的操作
    • 打开和关闭
    • 文件的写(输出)操作
    • 文件的读(输入)操作
    • 文件随机读写
    • 文件结束判断
  • 附录
    • 文件打开方式
    • 输入输出操作函数

超详细的C进阶教程!(六)C语言文件操作_第1张图片

为什么要有文件

我们在程序中录入数据,比如一个图书管理系统当程序退出的时候,如果我们没有任何的保存措施,那你辛辛苦苦录入的数据就全部消失了!所以,为了让我们的努力不白费,我们可能需要文件来永久保存我们在程序中录入的数据,也就引入了文件操作

在这里插入图片描述
一个小小的文本文件,帮你永久保存数据

文件的简介

这是度娘给的定义,重点部分已经标出

计算机文件属于文件的一种,与普通文件载体不同,计算机文件是以计算机硬盘为载体存储在计算机上的信息集合。文件可以是文本文档、图片、程序等等。

但是我们在编程中考虑的文件,一般也只有程序文件和数据文件两种

程序文件(文件名.后缀名的格式)

  1. 源程序文件 *.c
  2. 目标文件 *.obj
  3. 可执行程序 *.exe

以上文件将会在预处理章节详细介绍

数据文件

顾明思义,就是存放了各种数据的文件
文件的内容可以不是程序,但一定是程序运行时所必须的数据

本章内容是围绕数据文件展开的

文件操作理论预备

文件流

流在文件操作中,是一个高度抽象的概念

它解决的问题是:数据怎么在内存与外部设备之间流动的

我们知道,现实中,水的流动叫水流,电的流动叫电流

这些流都会从一个固定的起点到达一个固定的终点

文件操作中的文件流也一样,也有固定的流向,我们把它叫做输入流,输出流

我们对应的文件操作,它的流向是数据->文件->内存

其中,数据从数据端流向文件,称为输出,也就是写操作(write)

数据从文件流向内存,称为输入,也就是读操作(read)

数据端
文件
内存

文件缓冲区

为什么要有文件缓冲区?

结论:为了能够加快效率

我们可以类比在现实生活中,假设有一家只有一个外卖小哥的公司

而这个外卖小哥却不太聪明的样子,一收到订单就去派送,一收到订单就去派送,结果一次就只能送一家的外卖,有许多家的外卖就理所当然的会被推迟送达时间

为了改进这个方法,我们可以建议,在订单收到一定数量后,再将这些外卖放在一辆车上,统一派送

而我们的文件缓冲区也是差不多的道理

从内存中向磁盘输出数据先送到缓冲区,装满缓冲区后才一起送到磁盘上

这样能提高电脑的运行速度

程序数据区
输出缓冲区
输入缓冲区
磁盘

文件指针

它是一个被封装好了的指针类型,指向被维护文件的起始位置,定义方式为

FILE* pf;//创建文件类型变量

通过文件指针,我们可以找到与它相关联的文件,并进行读写操作

文件类型

  1. 文本文件:以ASC码的方式存储数据的文件(*.txt)
  2. 二进制文件:直接以二进制存储数据的文件(*.bin)

接下来为大家讲讲C语言是如何实现文件操作的

文件的操作

打开和关闭

主要是通过两个函数fopenfclose实现的

函数使用方式:

fopen有两个参数,第一个参数是你需要打开文件的文件名:(注意,需要加上路径!,并且需要以字符串的方式给出文件路径!)

第二个参数是你想以哪种方式打开文件**(打开方式将在附录给出)**

例如,我们需要打开在D盘,data文件夹下的data.txt文件

我们可以单击右键——>属性查看路径

超详细的C进阶教程!(六)C语言文件操作_第2张图片

FILE* pf=NULL;//定义文件指针变量(文件必须要文件指针维护)
pf=fopen("D:\\data\\data.txt","w");//以写入方式打开这个文件

我们需要在这里注意一个细节:’'字符有转义作用,所以我们需要在\前再加一个\,防止\把后面的字母转义了!

如果文件打开失败,函数将会返回NULL,指针

所以我们要养成一个良好的习惯,打开文件后需要检查打开是否成功!

FILE* pf=NULL;
pf=fopen("D:\\data\\data.txt","w");
if(!pf)
{
     
	printf("failed!\n");
	exit(-1);
}
else
{
     
	//文件操作
}

而文件关闭函数比较简单,只需传入这个文件的指针即可
但为了防止野指针问题,关闭文件后需要将文件指针置为空!

fclose(pf);
pf=NULL;

所以,完整的文件操作流程是

FILE* pf=NULL;
pf=fopen("D:\\data\\data.txt","w");
if(!pf)
{
     
	printf("failed!\n");
	exit(-1);
}
else
{
     
	//文件操作
}
fclose(pf);
pf=NULL;

文件的写(输出)操作

定义:将数据写入到文件中(操作函数在附录给出)

我们需要以’w’(write)方式打开文件

例如,我们需要在文件中写入一个字符串"helloworld"和一个整数100
fprintf函数介绍:
第一个参数是要操作的文件指针,其它参数跟printf基本相同

int main()
{
     
	FILE* pf = fopen("D:\\data\\data.txt", "w");
	
	if (!pf)
	{
     
		printf("fail\n");
		exit(-1);
	}
	else
	{
     
		char* str = "hello world!\n";
		int n = 100;
		fprintf(pf, "%s\n", str);
		fprintf(pf, "%d\n", n);
	}

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

程序这儿没有任何提示,就表示我们输出成功了

超详细的C进阶教程!(六)C语言文件操作_第3张图片

打开我们的文件,发现已经写入的以下数据

超详细的C进阶教程!(六)C语言文件操作_第4张图片

文件的读(输入)操作

定义:将数据读到内存变量中(操作函数在附录给出)

我们需要以’r’(read)方式打开文件

例如,我们需要将文件中的一个字符串"helloworld"和一个整数100
读入到内存变量中
fscanf函数介绍:
第一个参数是要操作的文件指针,其它参数跟scanf基本相同

int main()
{
     
	FILE* pf = fopen("D:\\data\\data.txt", "r");
	
	if (!pf)
	{
     
		printf("fail\n");
		exit(-1);
	}
	else
	{
     
		char str[20] = {
      0 };
		int n = 0;
		fscanf(pf, "%s", str);
		fscanf(pf, "%d", &n);
		printf("%s\n", str);
		printf("%d\n", n);
	}

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

输出结果

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前面我们讲到的都是顺序读写方式

文件随机读写

随机读写可以实现在文件的任何一个位置进行读/写操作

这里主要利用fseek函数

第一个参数是文件指针,指向要操作的文件
第二个参数是偏移量
第三个参数是相对于偏移量的起始位置

例如对ABCDEF进行操作

要读取C字符

这个函数还有三个定义好的常量

  1. SEEK_CUR文件此时的位置
  2. SEEK_SET文件起始位置
  3. SEEK_END文件结束位置
int main()
{
     
	FILE* pf = fopen("D:\\data\\data.txt", "r");
	
	if (!pf)
	{
     
		printf("fail\n");
		exit(-1);
	}
	else
	{
     
		fseek(pf, 2, SEEK_SET);
		char ch = fgetc(pf);
		printf("%c\n", ch);
	}

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

也可以再通过c读取a

int main()
{
     
	FILE* pf = fopen("D:\\data\\data.txt", "r");
	
	if (!pf)
	{
     
		printf("fail\n");
		exit(-1);
	}
	else
	{
     
		fseek(pf, 2, SEEK_SET);
		char ch = fgetc(pf);
		printf("%c\n", ch);
		fseek(pf, -2, SEEK_CUR);
		ch = fgetc(pf);
		printf("%c\n", ch);
	}

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

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文件结束判断

用feof判定

但文件结束有两个情况,一是文件读取失败,二是文件结束

所以在使用这个函数时,需要判断返回值

EOF则表示文件末尾
但NULL则表示文件读取失败

附录

文件打开方式

字符 功能
“w” 为了输入数据打开文件
“r” 为了输出数据打开文件
“a” 向文件末尾添加数据
“rb” 输入二进制文件
“wb” 输入二进制文件
“wb” 追加二进制文件
“r+” 为了读写,打开文件
“w+” 为了读写,建立文件

输入输出操作函数

功能 函数名
字符输入函数 fgetc
字符输出函数 fputc
文本行输入函数 fgets
文本行输出函数 fputs
格式化输入函数 fscanf
格式化输出函数 fprintf
二进制输入 fread
二进制输出 fwrite

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