猿创征文 | 万字总结C文件

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前言

C文件概述 

文件指针

文件打开与关闭

   文件打开函数(fopen)

文件关闭函数(fclose)

文件读写

  字符读写函数

写字符函数fputs

字符串读写函数

  读字符串函数fgets

写字符串函数fputs

数据块读写函数fread和fwrite

格式化读写函数

文件的随机读写

文件定位

文件的随机读写

C库文件


前言

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C文件概述 

   所谓“文件”是指一组相关数据的有序集合。这个数据集有一个名称,叫做文件名。实
际上在前面的各章中我们已经多次使用了文件,例如源程序文件、目标文件、可执行文件、
库文件 (头文件)等。
   文件通常是驻留在外部介质(如磁盘等)上的,在使用时才调入内存中来。从不同的角度
可对文件作不同的分类。从用户的角度看,文件可分为普通文件和设备文件两种。
   普通文件是指驻留在磁盘或其它外部介质上的一个有序数据集,可以是源文件、目标文
件、可执行程序;也可以是一组待输入处理的原始数据,或者是一组输出的结果。对于源文
件、目标文件、可执行程序可以称作程序文件,对输入输出数据可称作数据文件。
   设备文件是指与主机相联的各种外部设备,如显示器、打印机、键盘等。在操作系统中,
把外部设备也看作是一个文件来进行管理,把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。
   通常把显示器定义为标准输出文件,一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出
文件输出。如前面经常使用的 printf,putchar 函数就是这类输出。
   键盘通常被指定标准的输入文件,从键盘上输入就意味着从标准输入文件上输入数据。
scanf,getchar 函数就属于这类输入。
   从文件编码的方式来看,文件可分为 ASCII 码文件和二进制码文件两种。ASCII 文件也
称为文本文件,这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节,用于存放对应的 ASCII 码。
例如,数 5678 的存储形式为:如下

共占用四个字节

   ASCII 码文件可在屏幕上按字符显示,例如源程序文件就是 ASCII 文件,用 DOS 命令 TYPE
可显示文件的内容。由于是按字符显示,因此能读懂文件内容。

  二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。
例如, 数 5678 的存储形式为:00010110  00101110,只占二个字节。二进制文件虽然也可在屏幕上显示,但其内容无法读懂。C 系统在处理这些文件时,并不区分类型,都看成是字符流,按字节进行处理。
  输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。因此也
把这种文件称作“流式文件”。
 

文件指针

在C语言中用一个指针变量指向一个文件,这个指针称为文件指针。通过文件指针就可
对它所指的文件进行各种操作。
定义说明文件指针的一般形式为:FILE*指针变量标识符;

其中 FILE 应为大写,它实际上是由系统定义的一个结构,该结构中含有文件名、文件状态和
文件当前位置等信息。在编写源程序时不必关心 FILE 结构的细节。
例如:
FILE *fp;
表示 fp 是指向 FILE 结构的指针变量,通过 fp 即可找存放某个文件信息的结构变量,然后按
结构变量提供的信息找到该文件,实施对文件的操作。习惯上也笼统地把 fp 称为指向一个文
件的指针。

文件打开与关闭

   文件打开函数(fopen)

fopen 函数用来打开一个文件,其调用的一般形式为:文件指针名=fopen(文件名,使用文件方式);
其中,“文件指针名”必须是被说明为 FILE 类型的指针变量;“文件名”是被打开文件的文件名;
“使用文件方式”是指文件的类型和操作要求。“文件名”是字符串常量或字符串数组。
例如:

FILE*fp;

fplss=("C:\\lss16","rb");其意义是打开 C 驱动器磁盘的根目录下的文件 lss16,这是一个二进制文件,只允许按二进
制方式进行读操作。两个反斜线“\\ ”中的第一个表示转义字符,第二个表示根目录。

使用文件的方式有12中:如下:

文件使用方法 意义
rt 只打开一个文本文件,只允许读数据
wt 只写打开或建立一个文本文件,值允许写数据
at 追加打开一个文本文件,并在文件末尾写数据
rb 只读打开一个二进制文件,只允许读数据
wb 追加打开一个二进制文件,并在文件末尾写数据
rt+ 读写打开一个文本文件,允许读和写
wt+ 读写打开或建立一个文本文件,允许读写
at+ 读写打开一个文本文件,允许读,或在文件末追加数据
rb+ 读写打开一个二进制文件,允许读和写
wb+  读写打开或建立一个二进制文件,允许读和写
ab+ 读写打开一个二进制文件,允许读,或在文件末追加数据
ab 追加打开一个二进制文件,并在文件末尾写数据

对于文件使用方式进行几点说明:

1) 文件使用方式由 r,w,a,t,b,+六个字符拼成,各字符的含义是:
r(read): 读
w(write): 写
a(append): 追加
t(text): 文本文件,可省略不写
b(banary): 二进制文件
+: 读和写
2) 凡用“r”打开一个文件时,该文件必须已经存在,且只能从该文件读出。
3) 用“w”打开的文件只能向该文件写入。若打开的文件不存在,则以指定的文件名建立该
文件,若打开的文件已经存在,则将该文件删去,重建一个新文件。
4) 若要向一个已存在的文件追加新的信息,只能用“a”方式打开文件。但此时该文件必须
是存在的,否则将会出错。
5) 在打开一个文件时,如果出错,fopen 将返回一个空指针值 NULL。在程序中可以用这一
信息来判别是否完成打开文件的工作,并作相应的处理。因此常用以下程序段打开文件:
 

文件关闭函数(fclose)

  文件一旦使用完毕,应用关闭文件函数把文件关闭,以避免文件的数据丢失等错误。
fclose 函数调用的一般形式是:
fclose(文件指针);
例如:
fclose(fp);
正常完成关闭文件操作时,fclose 函数返回值为 0。如返回非零值则表示有错误发生。

文件读写

  字符读写函数

字符读写函数是以字符(字节)为单位的读写函数。每次可从文件读出或向文件写入一个
字符。
1. 读字符函数 fgetc
fgetc 函数的功能是从指定的文件中读一个字符,函数调用的形式为:
字符变量=fgetc(文件指针);
例如:
ch=fgetc(fp);
其意义是从打开的文件 fp 中读取一个字符并送入 ch 中。

对于 fgetc 函数的使用有以下几点说明:
1) 在 fgetc 函数调用中,读取的文件必须是以读或读写方式打开的。
2) 读取字符的结果也可以不向字符变量赋值,
例如:
fgetc(fp);
但是读出的字符不能保存。
3) 在文件内部有一个位置指针。用来指向文件的当前读写字节。在文件打开时,该指
针总是指向文件的第一个字节。使用 fgetc 函数后,该位置指针将向后移动一个字
节。 因此可连续多次使用 fgetc 函数,读取多个字符。应注意文件指针和文件内部
的位置指针不是一回事。文件指针是指向整个文件的,须在程序中定义说明,只要
不重新赋值,文件指针的值是不变的。文件内部的位置指针用以指示文件内部的当
前读写位置,每读写一次,该指针均向后移动,它不需在程序中定义说明,而是由
系统自动设置的。

#include
main()
{
FILE *fp;
char ch;
if((fp=fopen("E:\ca1.txt","rt"))==NULL)
{
printf("\nCannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
ch=fgetc(fp);
while(ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
fclose(fp);
}

功能是从文件中逐个读取字符,在屏幕上显示。程序定义了文件指针 fp,以
读文本文件方式打开文件“E:\ca1.txt”,并使 fp 指向该文件。如打开文
件出错,给出提示并退出程序。程序第 12 行先读出一个字符,然后进入循环,只要读出的字
符不是文件结束标志(每个文件末有一结束标志 EOF)就把该字符显示在屏幕上,再读入下一
字符。每读一次,文件内部的位置指针向后移动一个字符,文件结束时,该指针指向 EOF。
执行本程序将显示整个文件。

写字符函数fputs

  fputc 函数的功能是把一个字符写入指定的文件中,函数调用的形式为:
fputc(字符量,文件指针);
其中,待写入的字符量可以是字符常量或变量,例如:
fputc('a',fp);
其意义是把字符 a 写入 fp 所指向的文件中。
对于 fputc 函数的使用也要说明几点:
1) 被写入的文件可以用写、读写、追加方式打开,用写或读写方式打开一个已存在的
文件时将清除原有的文件内容,写入字符从文件首开始。如需保留原有文件内容,
希望写入的字符以文件末开始存放,必须以追加方式打开文件。被写入的文件若不
存在,则创建该文件。
2) 每写入一个字符,文件内部位置指针向后移动一个字节。
3) fputc 函数有一个返回值,如写入成功则返回写入的字符,否则返回一个 EOF。可用
此来判断写入是否成功。

#include
main()
{
FILE *fp;
char ch;
if((fp=fopen("E:\ca1.txt","wt+"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
printf("input a string:\n");
ch=getchar();
while (ch!='\n')
{
fputc(ch,fp);
ch=getchar();
}
rewind(fp);
ch=fgetc(fp);
while(ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
printf("\n");
fclose(fp);
}

行以读写文本文件方式打开文件 ca1.txt。程序第 13 行从键盘读入一个字符
后进入循环,当读入字符不为回车符时,则把该字符写入文件之中,然后继续从键盘读入下
一字符。每输入一个字符,文件内部位置指针向后移动一个字节。写入完毕,该指针已指向
文件末。如要把文件从头读出,须把指针移向文件头,程序第 19 行 rewind 函数用于把 fp
所指文件的内部位置指针移到文件头。第 20 至 25 行用于读出文件中的一行内容。

猿创征文 | 万字总结C文件_第1张图片

字符串读写函数

  读字符串函数fgets

函数的功能是从指定的文件中读一个字符串到字符数组中,函数调用的形式为:
fgets(字符数组名,n,文件指针);
其中的 n 是一个正整数。表示从文件中读出的字符串不超过 n-1 个字符。在读入的最后
一个字符后加上串结束标志'\0'。
例如:
fgets(str,n,fp);
的意义是从 fp 所指的文件中读出 n-1 个字符送入字符数组 str 中。
 

//从 ca1.txt文件中读入一个含 10 个字符的字符串。
#include
main()
{
FILE *fp;
char str[11];
if((fp=fopen("E:\ca1.txt","rt"))==NULL)
{
printf("\nCannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
fgets(str,11,fp);
printf("\n%s\n",str);
fclose(fp);
}

写字符串函数fputs

fputs 函数的功能是向指定的文件写入一个字符串,其调用形式为:
fputs(字符串,文件指针);
其中字符串可以是字符串常量,也可以是字符数组名,或指针变量,例如:
fputs(“abcd“,fp);
其意义是把字符串“abcd”写入 fp 所指的文件之中。

//建立的文件 string 中追加一个字符串。
#include
main()
{
FILE *fp;
char ch,st[20];
if((fp=fopen("string","at+"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
printf("input a string:\n");
scanf("%s",st);
fputs(st,fp);
rewind(fp);
ch=fgetc(fp);
while(ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
printf("\n");
fclose(fp);
}

在程序第 6 行以追加读写文本文件的方式
打开文件 string。然后输入字符串,并用 fputs 函数把该串写入文件 string。在程序 15 行 用 rewind 函数把文件内部位置指针移到文件首。再进入循环逐个显示当前文件中的全部内容.
 

数据块读写函数fread和fwrite

C语言还提供了用于整块数据的读写函数。可用来读写一组数据,如一个数组元素,一
个结构变量的值等。
读数据块函数调用的一般形式为:
fread(buffer,size,count,fp);
写数据块函数调用的一般形式为:
fwrite(buffer,size,count,fp);
其中:
buffer 是一个指针,在 fread 函数中,它表示存放输入数据的首地址。在 fwrite 函数
中,它表示存放输出数据的首地址。
size 表示数据块的字节数。
count 表示要读写的数据块块数。
fp 表示文件指针。
 

//从键盘输入两个学生数据,写入一个文件中,再读出这两个学生的数据显示在屏
幕上。
#include
struct stu
{
char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}boya[2],boyb[2],*pp,*qq;
main()
{
FILE *fp;
char ch;
int i;
pp=boya;
qq=boyb;
if((fp=fopen("E:\student","wb+"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
printf("\ninput data\n");
for(i=0;i<2;i++,pp++)
scanf("%s%d%d%s",pp->name,&pp->num,&pp->age,pp->addr);
pp=boya;
fwrite(pp,sizeof(struct stu),2,fp);
rewind(fp);
fread(qq,sizeof(struct stu),2,fp);
printf("\n\nname\tnumber age addr\n");
for(i=0;i<2;i++,qq++)
printf("%s\t%5d%7d %s\n",qq->name,qq->num,qq->age,qq->addr);
fclose(fp);
}

猿创征文 | 万字总结C文件_第2张图片

定义了一个结构 stu,说明了两个结构数组 boya 和 boyb 以及两个结构指针变量
pp 和 qq pp 指向 boya,qq 指向 boyb。程序第 16 行以读写方式打开二进制文件 student
输入二个学生数据之后,写入该文件中,然后把文件内部位置指针移到文件首,读出两块学
生数据后显示。

格式化读写函数

fscanf 函数,fprintf 函数与前面使用的 scanf 和 printf 函数的功能相似,都是格式
化读写函数。两者的区别在于 fscanf 函数和 fprintf 函数的读写对象不是键盘和显示器,而
是磁盘文件。
这两个函数的调用格式为:
fscanf(文件指针,格式字符串,输入表列);
fprintf(文件指针,格式字符串,输出表列);

文件的随机读写

前面介绍的对文件的读写方式都是顺序读写,即读写文件只能从头开始,顺序读写各个
数据。 但在实际问题中常要求只读写文件中某一指定的部分。为了解决这个问题可移动文件
内部的位置指针到需要读写的位置,再进行读写,这种读写称为随机读写。
实现随机读写的关键是要按要求移动位置指针,这称为文件的定位。
 

文件定位

移动文件内部位置指针的函数主要有两个,即 rewind 函数和 fseek 函数。
rewind 函数前面已多次使用过,其调用形式为:
rewind(文件指针);
它的功能是把文件内部的位置指针移到文件首。
下面主要介绍 fseek 函数。
fseek 函数用来移动文件内部位置指针,其调用形式为:
fseek(文件指针,位移量,起始点);
其中:
“文件指针”指向被移动的文件。
“位移量”表示移动的字节数,要求位移量是 long 型数据,以便在文件长度大于 64KB 时不
会出错。当用常量表示位移量时,要求加后缀“L”。 “起始点”表示从何处开始计算位移量,规定的起始点有三种:文件首,当前位置和文件尾。
其表示方法如下表。
 

起始点 表示符号 数字表示
文件首 SEEK_SET 0
当前位置 SEEK_CUR 1
_END 2

fseek 函数一般用于二进制文件。在文本文件中由于要进行转换,故往往计算的位置会出现错误。

文件的随机读写

在移动位置指针之后,即可用前面介绍的任一种读写函数进行读写。由于一般是读写一
个数据据块,因此常用 fread 和 fwrite 函数。


//在学生文件 student中读出第二个学生的数据。
#include
struct stu
{
char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}boy,*qq;
main()
{
FILE *fp;
char ch;
int i=1;
qq=&boy;
if((fp=fopen("E:\student","rb"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
rewind(fp);
fseek(fp,i*sizeof(struct stu),0);
fread(qq,sizeof(struct stu),1,fp);
printf("\n\nname\tnumber age addr\n");
printf("%s\t%5d %7d %s\n",qq->name,qq->num,qq->age,
qq->addr);
}

前面我们已经建立了student,本程序用随机读出的方法读出第二个学生的数
据。程序中定义 boy 为 stu 类型变量,qq 为指向 boy 的指针。以读二进制文件方式打开文件 ,
程序第 22 行移动文件位置指针。其中的 i 值为 1,表示从文件头开始,移动一个 stu 类型的
长度,然后再读出的数据即为第二个学生的数据。

C库文件

 C系统提供了丰富的系统文件,称为库文件,C 的库文件分为两类,一类是扩展名为".h"
的文件,称为头文件,在前面的包含命令中我们已多次使用过。在".h"文件中包含了常量定
义、 类型定义、宏定义、函数原型以及各种编译选择设置等信息。另一类是函数库,包括了
各种函数的目标代码,供用户在程序中调用。 通常在程序中调用一个库函数时,要在调用之
前包含该函数原型所在的".h"

ALLOC.H 说明内存管理函数(分配、释放等)。 
ASSERT.H  定义 assert 调试宏
  BIOS.H  说明调用 IBM—PC ROM BIOS 子程序的各个函数
  CONIO.H  说明调用 DOS 控制台 I/O 子程序的各个函数。
  CTYPE.H  包含有关字符分类及转换的名类信息(如 isalpha 和 toascii 等)。
DIR.H  包含有关目录和路径的结构、宏定义和函数。
 DOS.H 定义和说明 MSDOS 和 8086 调用的一些常量和函数。
 ERRON.H 定义错误代码的助记符。
FCNTL.H  定义在与 open 库子程序连接时的符号常量。

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