C语言中的文件操作

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。
程序文件：
包括源程序文件（后缀为.c）,目标文件（windows环境后缀为.obj）,可执行程序（windows环境后缀为.exe）。
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，或者输出内容的文件。
而下面我们主要分析的是数据文件。

文件指针

缓冲文件系统中，关键的概念是“文件类型指针”，简称“文件指针”。
每个被使用的文件都在内存中开辟了一个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息（如文件的名字，文件状态及文件当前的位置等）。这些信息是保存在一个结构体变量中的。该结构体类型是有系统声明的，取名为 ：FILE

不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但是大同小异。
每当打开一个文件的时候，系统会根据文件的情况自动创建一个FILE结构的变量，并填充其中的信息，使用者不必关心细节。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

我们可以创建一个FILE*的指针变量 FILE * pf；
定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个文件的文件信息区（是一个结构体变量）。通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件
如图所示：

文件的打开和关闭

上面我们分析了文件指针，但是我们要怎么用从而去操作文件呢？
我们就得使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件，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。

fopen函数

文件打开函数

我们主要关注的是文件访问模式，模式不同操作函数也不同，访问模式如下：

模式	含义	如果指定文件不存在
“r”（只读）	为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件	出错
“w”（只写）	为了输出数据，打开一个文本文件	建立一个新的文件
“a”（追加）	向文本文件尾添加数据	出错
“rb”（只读）	为了输入数据，打开一个二进制文件	出错
“wb”（只写）	为了输出数据，打开一个二进制文件	建立一个新的文件

模式	含义	如果指定文件不存在
“r+” （读写）	为了读和写，打开一个文本文件	出错
“w+”（读写）	为了读和写，建议一个新的文件	建立一个新的文件
“a+”（读写）	打开一个文件，在文件尾进行读写	建立一个新的文件
“rb+”（读写）	为了读和写打开一个二进制文件	出错
“wb+”（读写）	为了读和写，新建一个新的二进制文件	建立一个新的文件
“ab+”（读写）	打开一个二进制文件，在文件尾进行读和写	建立一个新的文件

fclose函数

文件关闭函数

fopen函数和fclose函数使用如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen ");
		return;
	}
	//读文件

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

我们了解怎么打开和关闭文件，接下来就是重点内容了，介绍读和写函数，其中又分为顺序读写和随机读写：

文件的顺序读写

字符输出函数 fputc

使用举例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 

int main()
{
     
	//以写的方式打开 data.txt文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen ");
		return;
	}
	//往文件里面输出（写）内容
	fputc('y', pf);
	fputc('y', pf);
	fputc('d', pf);
	fputc('s', pf);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

执行程序前：

执行程序后：就放进去了yyds四个字符

字符输入函数 fgetc

使用举例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 

int main()
{
     
	//以读写的方式打开 data.txt文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r+");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen ");
		return;
	}
	//往文件里面输出（写）内容
	fputc('y', pf);
	fputc('y', pf);
	fputc('d', pf);
	fputc('s', pf);
	//从文件里面输入内容到定义的字符中
	char a = fgetc(pf);
	char b = fgetc(pf);
	char c = fgetc(pf);
	char d = fgetc(pf);
	
	printf("%c ", a);
	printf("%c ", b);
	printf("%c ", c);
	printf("%c\n", d);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

文本行输出函数 fputs

使用举例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 

int main()
{
     
	//以写的方式打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen ");
		return -1;
	}
	// 往文件里面输出（写）字符串
	char* arr = "abcdefg";
	fputs(arr, pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

程序执行结果：我们打开工程目录底下的data.txt 文件成功写入

文本行输入函数 fgets

使用举例：

int main()
{
     
	//以读写的方式打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r+");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen ");
		return -1;
	}
	// 往文件里面输出（写）字符串
	char* arr = "abcdefg";
	fputs(arr, pf);

	// 从文件里面输入内容到定义的字符串
	char arr2[10] = {
      0 };
	fgets(arr2, 7, pf);
	printf("%s\n",arr2);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

程序执行结果：

二进制输出函数 fwrite

使用举例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 

int main()
{
     
	// 以写的方式打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen ");
		return -1;
	}
	//往文件里面输出内容
	int  arr1[] = {
      1,2,3,4,5 };
	fwrite(arr1, sizeof(arr1[0]), 5, pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

程序执行结果：data.txt 文件里面放了二进制数据

二进制输入函数 fread

使用举例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 

int main()
{
     
	// 以读的方式打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen ");
		return -1;
	}
	int arr[10] = {
      0 };
	// 从文件里面拿数据
	fread(arr, sizeof(arr[0]), 5, pf);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
     
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

程序执行结果：

文件的随机读写

我们前面介绍了一些文件的读写函数，但是上面那些函数只能从开头读到结尾，是顺序读写，下面我们来介绍随机读写文件函数。

控制文件指针的函数 fseek

使用举例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 

int main()
{
     
	//以读写的方式打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r+");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen ");
		return -1;
	}
	char arr[] = "abcdef";
	fputs(arr, pf);
    
	// 指针从开始位置偏移2位
	fseek(pf, 2, SEEK_SET);
	int d = fgetc(pf);  //得到c
	printf("%c ",d);

	//指针从d位置向左偏移2位
	fseek(pf, -2, SEEK_CUR);
	int c = fgetc(pf); //得到b
	printf("%c ", c);
    
    fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

求起始位置的偏移量函数 ftell

令文件指针回到文件的起始位置函数 rewind

文件结束判定

我们了解函数的读写，但是判断函数读取是否结束呢？
我们有以下分类：

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

一组函数的对比

scanf	fscanf	sscanf
printf	fprintf	sprintf

对于scanf和printf我们非常熟悉是平常用的输入、输出函数。
fscanf是从文件里面取出数据的函数。
fprintf是把数据写进文件里面的函数。
sscanf是从字符串中读取数据的函数。
sprintf是把数据写进字符串的函数。
sscanf和sprintf函数的使用举例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 

struct S
{
     
	int a;
	char b;
	char name[10];
};
int main()
{
     
	struct S s = {
      10,'d',"zhangsan" };
	char arr[20] = {
      0 };
	// 把数据写进字符串zhong
	sprintf(arr, "%d %c %s", s.a, s.b, s.name);
	printf("%s\n", arr);
	
    // 从字符串中取出数据放到结构体中
	struct S p = {
      0 };
	sscanf(arr, "%d %c %s", &(p.a), &(p.b), p.name);
	printf("%d %c %s\n", p.a, p.b, p.name);

	return 0;
}