C语言文件操作！！

为什么使用文件

• 当我们运行程序时，我们想把我们运行程序时把写入的数据永久保存起来，而不是等程序结束后就被销毁
• 只有我们自己将数据删除时，数据才将不复存在

• 这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般把数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。
• 使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的磁盘上，做到了数据的持久化。

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（从文件功能角度来分类）

1.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）。

2.数据文件

文件的内容不一定是程序，而是运行是读写的数据，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。

3.文件名

一个文件要有一个唯一的文件标识，以便用户识别和引用。
文件名包含三部分：文件路径+文件主干名+文件后缀。

• 例如
  c:\code\test.txt

为了方便起见，文件标识常被称为文件名

文件的打开和关闭

1.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（如文件名字，文件的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。该结构体类型是有系统声明的，取名FILE。

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:

文件使用方式	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	建立一个新的文件
“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
“ab”(追加)	向一个二进制文件尾添加数据	出错
“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，建立一个新的文件	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

我们以’r’(只读)为例，当不存在输入的文本文件时，就会报错

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

此时并没有data.txt文件，就会报错

如果存在data.txt文件

将不会报错

文件的顺序读写

功能	函数名	适用于
字符输入函数	fgetc	所有输入流
字符输出函数	fputc	所有输出流
文本行输入函数	fgets	所有输入流
文本行输出函数	fputc	所有输出流
格式化输入函数	fscanf	所有输入流
格式化输出函数	fprintf	所有输出流
二进制输入	fread	文件
二进制输出	fwrite	文件

注:

fputc

向文件输入数据

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");//'w'是写文件
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//写文件
	fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	fputc('c', pf);
	fputc('d', pf);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	return 0;
}

此时文件中会出现在我们输入的字符

我们也可以将字符输出在屏幕上

#include 

int main()
{
     
	fputc('a', stdout);
	fputc('b', stdout);
	fputc('c', stdout);
	fputc('d', stdout);
	return 0;
}

stdout是标准输出流

fgetc

向内存中输入数据
经过上面的操作之后，data.txt文件中，已经有abcd四个字符了，我们将他们保存在内存中，并打印到屏幕上

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c", ch);

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c", ch);

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c", ch);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fputs

向文本中输入一行数据

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//写文件
	fputs("hello world\n", pf);//如果不加上\n，当下一次再次输入时，是在尾部继续加，而不是换行加
	fputs("hello china\n", pf);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

此时文件中的内容是

fgets

向内存中输入一行数据
在指定的流中读取一行的数据，如果遇到换行则结束读取，或者当读取到最大字符数时，同样结束读取

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//写文件
	char arr[10] = {
      0 };
	fgets(arr, 10, pf);//arr是读取数据后存放的指针，10是最大读取数
	printf("%s", arr);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fprintf

将格式化的数据打印到流中。

#include 

struct S
{
     
	int n;
	double d;
};
int main()
{
     
	struct S s = {
      100, 3.14 };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//写文件
	fprintf(pf, "%d %lf", s.n, s.d);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行一次后的data.txt文件

fscanf

将格式化的数据打印到流中。

#include 

struct S
{
     
	int n;
	double d;
};
int main()
{
     
	struct S s = {
      0 };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//此时的data.txt文件是上一次运行时的，里面的内容是100和3.140000
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//读文件
	fscanf(pf, "%d %lf", &(s.n), &(s.d));
	printf("%d %lf", s.n, s.d);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fwrite

将数据写入流。

#include 

struct S
{
     
	int n;
	double d;
	char name[10];
};

int main()
{
     
	struct S s = {
      100, 3.14, "zhangsan"};
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//写文件  --  二进制的方式写
	fwrite(&s, sizeof(s), 1, pf);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

此时的文件内容是

是一些我们看不懂的二进制内容

fread

从流中读取数据

#include 

struct S
{
     
	int n;
	double d;
	char name[10];
};
int main()
{
     
	struct S s = {
      0};
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	//写文件  --  二进制的方式写
	fread(&s, sizeof(s), 1, pf);
	printf("%d %lf %s", s.n, s.d, s.name);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

对比一组函数

• scanf：从标准输入（键盘）读取格式化的数据
• fscanf：从所有的输入流读取格式化的数据（相当于包含了scanf的功能）
• sscanf：从字符串中，读格式化的数据

• printf：把格式化的数据输出到标准输出流（屏幕）上
• fprintf：把格式化的数据输出到所有输出流（屏幕/文件）上（相当于包含了printf的功能）
• sprintf：写一个格式化的数据到字符串里

sprintf

写一个格式化的数据到字符串里

#include 
struct S
{
     
	int n;
	double d;
	char name[10];
};

int main()
{
     
	char arr[100] = {
      0 };
	struct S s = {
     100, 3.14, "zhangsan"};
	//把一个格式化的数据转换成字符串
	sprintf(arr, "%d %lf %s", s.n, s.d, s.name);
	//打印
	printf("%s", arr);
}

sscanf

从字符串中，读格式化的数据

#include 
struct S
{
     
	int n;
	double d;
	char name[10];
};

int main()
{
     
	char arr[100] = {
      0 };
	struct S s = {
      100, 3.14, "zhangsan" };
	struct S tmp = {
      0 };
	//把一个格式化的数据转换成字符串
	sprintf(arr, "%d %lf %s", s.n, s.d, s.name);
	//printf("%s\n", arr);
	sscanf(arr, "%d %lf %s", &(tmp.n), &(tmp.d), tmp.name);
	//打印
	printf("%d %lf %s", tmp.n, tmp.d, tmp.name);
	return 0;
}

文件的随机读写

fseek

根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针

int fseek(FILE* stream, long int offset, int origin);
//offset表示偏移量，origin表示起始位置
//如果你想要的定位的位置在起始位置的左边，那么offset为负数

fseek指定了三个起始位置的值:

• SEEK_CUR：文件指针当前指向的位置
• SEEK_END：文件的末尾
• SEEK_SET：文件的开头

• 例子
  我们在代码路径下创建一个文本文件
  
  内容是
  
  当我们刚刚打开文件准备操作时，文件指针指向的是文件的起始位置
  

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
	}
	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c", ch);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

如果我们想一开始就指向其它的位置（例如c），那么如何操作呢？

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
	}
	//读文件
	//随机读取
	fseek(pf, 2, SEEK_SET);//从起始位置开始，字符c相对于起始位置的偏移量为2
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

当我们读取完c时，此时指针已经指向了d字符。
如果我现在读完文件中的c字符，又想读取b字符怎么办呢？

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
	}
	//读文件
	//随机读取
	fseek(pf, 2, SEEK_SET);//从起始位置开始，字符c相对于起始位置的偏移量为2
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	fseek(pf, -2, SEEK_CUR);//-2表示向前偏移两个
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

ftell

计算文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell(FILE* stream);

• 当你进行了一系列操作之后，想知道此时文件指针在哪个位置，可以利用ftell函数来计算此时文件指针相对于起始位置的偏移量

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
	}
	//读文件
	//随机读取
	fseek(pf, 2, SEEK_SET);//从起始位置开始，字符c相对于起始位置的偏移量为2
	int ch = fgetc(pf);//c
	printf("%c\n", ch);
	fseek(pf, -2, SEEK_CUR);//-2表示向前偏移两个
	ch = fgetc(pf);//b
	printf("%c\n", ch);
	//计算指针相对于起始位置的偏移量
	int ret = ftell(pf);
	printf("%d\n", ret);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

在使用ftell函数之前，文件指针此时已经指向了C字符

那么，c字符相对于起始位置的偏移量应该是2，我们再看看代码结果

rewind

让文件指针回到起始位置

void rewind(FILE* stream);

rewind函数可以让文件指针回到文件的起始位置，当我们想从起始位置重新开始却又不想重新定义变量，就可以使用rewind函数

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
	//读文件
	//随机读取
	fseek(pf, 2, SEEK_SET);//从起始位置开始，字符c相对于起始位置的偏移量为2
	int ch = fgetc(pf);//c
	printf("%c\n", ch);
	fseek(pf, -2, SEEK_CUR);//-2表示向前偏移两个
	ch = fgetc(pf);//b
	printf("%c\n", ch);
	//计算指针相对于起始位置的偏移量
	int ret = ftell(pf);
	printf("%d\n", ret);
	//让文件指针回到起始位置
	rewind(pf);
	ch = getc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

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码形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符形式存储的文件就是文本文件。

文件读取结束的判定

feof

• 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结尾

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

• fgetc判断是否为EOF.
• fgets判返回值是否为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要读的个数。

正确的使用：

#include 

int main()
{
     
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
     
		perror("fopen");
		return -1;
	}
	int ch = 0;
	while ((ch = getc(pf)) != EOF)//文件结束的标志
	{
     
		printf("%c ", ch);
	}

	//判断是什么原因结束的
	if (ferror(pf))//文件遇到错误
	{
     
		printf("文件遇到错误结束\n");
	}
	else if (feof(pf))//遇到文件末尾
	{
     
		printf("遇到文件末尾结束\n");
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

feof的用途:文件读取结束了，判断是不是遇到文件末尾而结束的。
ferror的用途:文件读取结束了，判断是不是遇到错误结束了。