C语言——文件

C语言目录：

1. 概述

2. 数据类型

3. 量

4. 运算符

5. 流程控制

6. 函数

7. C程序编译过程

8. 文件

9. 内存管理

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文件流：C语言将文件看做一个字符序列，即文件是由若干字符组成的字符流

8.1 文件分类

8.1.1 文本文件

文件内容以ASCII码格式存放，一个字节存放一个ASCII码，代表一个字符 ，但占用存储空间较多

.c 文件就是以文本文件形式存放的

8.1.2 二进制文件

文件内容以补码格式存放，占用存储空间少。

数据按其内存中的存储形式原样存放

.exe 文件就是以二进制文件形式存放

8.1.3 示例

#include 

int main(){
    /*
     * 以文本形式存储
     * 会将每个字符先转换为对应的ASCII,
     * 然后再将ASCII码的二进制存储到计算机中
     */
    int num = 666;
    FILE *fa = fopen("ascii.txt", "w");
    fprintf(fa, "%d", num);
    fclose(fa);

    /*
     * 以二进制形式存储
     * 会将666的二进制直接存储到文件中
     */
    FILE *fb = fopen("bin.txt", "w");
    fwrite(&num, 4, 1, fb);
    fclose(fb);

    return 0;
}

• 记事本默认按照ASCII码逐个解码文件，由于文本文件存储的是ASCII码，所以可以正常解析
• 记事本按照ASCII码解码文件，所以解析出来是乱码

8.2 文件的操作

FILE 结构体

C语言中存放文件属性的结构体（缓冲区和文件读写状态），所有的文件操作都是通过 FILE 结构体完成的，只能通过指针访问属性

struct _iobuf {
    char *_ptr;  //文件输入的下一个位置
    int _cnt;  //当前缓冲区的相对位置
    char *_base; //文件的起始位置)
    int _flag; //文件标志
    int _file;  //文件的有效性验证
    int _charbuf; //检查缓冲区状况,如果无缓冲区则不读取
    int _bufsiz; // 缓冲区大小
    char *_tmpfname; //临时文件名
};
typedef struct _iobuf FILE;

8.2.1 打开文件

建立程序和文件之间的通信通道，并为文件系统建立缓冲

所在文件：stdio.h

a. 参数及返回值

FILE *fopen(const char *filename,const char *mode);
//以mode的方式，打开filename命名的文件，返回一个指向该文件缓冲的FILE结构体指针
FILE *fp = fopen("路径","w");

参数/返回值	含义
char *filename	要打开或者创建文件的路径
mode	打开文件的方式
FILE	返回指向文件缓冲区的指针，用于操作文件

b. 文件读写方式

mode	文件类型	操作	文件不存在	文件存在
r	文本文件	读取	出错	打开文件
w	文本文件	写入	创建新文件	覆盖原文件
a	文本文件	追加	创建新文件	原文件后追加
r+	文本文件	读取/写入	出错	打开文件
w+	文本文件	读取/写入	创建新文件	覆盖原文件
a+	文本文件	读取/追加	创建新文件	原文件后追加
rb	二进制文件	读取	出错	打开文件
wb	二进制文件	写入	创建新文件	覆盖原文件
ab	二进制文件	追加	创建新文件	原文件后追加
rb+	二进制文件	读取/写入	出错	打开文件
wb+	二进制文件	读取/写入	创建新文件	覆盖原文件
ab+	二进制文件	读取/追加	创建新文件	原文件后追加

8.2.2 关闭文件

所在文件：stdio.h

函数功能：fclose() 用来关闭之前 fopen() 打开的文件

函数操作：让缓冲区内的数据写入文件，并释放系统提供的文件资源

a. 参数和返回值

int fclose(FILE *filePointer)

参数/返回值	含义
FILE *filePointe	指向文件缓冲的指针
int	成功则返回0，失败则返回EOF(-1)

int main(){
	FILE *fp;
	if(fopen("abc.txt","w")==NULL){
        exit(-1);//非0表示异常
    }
    fclose(fp);
}

8.2.3 读写文件

需要引入 位置指针 ：打开文件，默认指向文件开头

• 所有文件读/写，都是从 位置指针 指示的位置进行读/写

分为

• 顺序读写
• 随机读写

a. 文本文件读写

文件尾测试函数

文件使用特殊字符 EOF 作为文件结束标记

int feof(FILE *stream); ：判断是否读到文件结尾

• 0表示未读到文件尾
• 非0表示读到文件尾，此时不能读取文件

所在文件：stdio.h

参数：FILE *stream 是指向文件缓冲的指针

注意：文件只有读了才会修改 位置指针 ，没有打开并读取的文件无法通过 feof(fp) 判断是否读到文件尾，一定要 先读在判断

# include

int main(){
    //打开文件
    FILE *fp = fopen("test.txt","r+");
    
    //从文件中读取内容
    char res = EOF;
    while(res = fgetc(fp) && !feof(fp)){
        printf("%c",res);
    }
    //关闭文件  
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

在使用 feof() 判断文件尾时，最后一行没有 \n 会少读一行

#include 

int main(){
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w+");

    fputs("asd\n", fp);
    fputs("123456", fp);
    rewind(fp);

    char str[1024];
    while(fgets(str, 1024, fp) && !feof(fp)){
        printf("str = %s", str); 
        //输出 str = asd
        //若最后一行加上 \n,则输出 
        //str = asd
        //str = 123456
    }
    
    fclose(fp);

    return 0;
}

读/写一个字符

读入一个字符	输出一个字符	所在文件
getchar()	putchar()	stdio.h
fgetc(fp)	fputc(ch,fp)	stdio.h

---

int fgetc(FILE *fp)：从文件中读取一个字符，若到文件尾返回EOF

• 正常情况返回一个int类型值
• 读到文件尾或出错，返回 EOF

#include 

int main(){
    //打开文件
    FILE *fp = fopen("test.txt", "r+");

    //从文件中读取内容
    char res = EOF;
    while((res = fgetc(fp)) != EOF){
        printf("res = %c\n", res);
    }

    //关闭打开的文件
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

---

int fputc(int ch,FILE *fp)：将ch字符写入文件

• 写入成功，返回写入的字符
• 写入失败，返回 EOF

# include

int main(){
   	//打开一个文件
    FILE *fp = fopen("test.txt","w+");
    
    //向文件中写入内容
    for(char ch = 'a';ch <= 'z';++ch){
       	char res = fputc(ch,fp);
        printf("%c",res);
    }
    
    //关闭打开的文件
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

读/写一行字符串

读入字符串	输出字符串	所在文件
getchar()	putchar()	stdio.h
fgets(fp)	fputs(s,fp)	stdio.h

---

char *fgets(char *s,int n,FILE *fp) :从 fp 指向的文件中读取 n-1 个字符，写入s中；如果中间遇到 \0 或者 EOF ，读入结束，且在字符串最后添加 \0

• 正常，返回 char *str 指针
• 遇到 \n 或 EOF则停止读取
• 出错，返回空指针 NULL

#include 

int main(){
    
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w+");

    fputs("asd\n", fp);
    fputs("123456\n", fp);
    rewind(fp);

    char str[1024];
    fgets(str, 1024, fp);//读到 \n 读取一行结束
    printf("str = %s", str); // asd

    fclose(fp);

    return 0;
}

#include 

int main(){
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w+");
    
    fputs("asd\n", fp);
    fputs("123456", fp);
    rewind(fp);
    
    char str[1024];
    
    while(fgets(str, 1024, fp)){//读到文件尾，停止读
        printf("str = %s", str);//asd123456
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

---

int fputs(char *s,FILE *fp) ：将 s 中的字符串写到 fp 指向的文件中

• 正常则返回0
• 出错则返回 EOF

# include

int main(){
    FILE *fp = fopen("test.txt","w+");
    
    fputs("Hello ",fp);
    fputs("World!",fp);
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

遇到 \0 自动终止写入

# include

int main(){
    FILE *fp = fopen("test.txt","w+");
    fputs("asd\0asdasd\n",fp);
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

格式读/写

int fscanf(FILE *fp,char *format)

读/写成功返回整数

int fprintf(FILE *fp,char *fprmat)

b. 二进制文件读/写

二进制文件的读写函数可以读取文本文件

文本文件的读写函数不可读取二进制文件

unsigned fread(void *ptr,unsigned size,unsigned n,FILE *fp)

从文件 fp 中读取 n 个 size 字节的数据块，存储于 ptr 指向的内存空间

• 成功，则返回 n
• 出错或文件结束，则返回0

#include 

int main(){
    // test.txt中存放的是"Hello\0 World!"
    FILE *fr = fopen("test.txt", "rb+");
    char buf[1024] = {0};
    
    int n = fread(buf, 1, 1024, fr);
    printf("%d\n", n);
    for(int i = 0; i < n; i++){
        printf("%c", buf[i]);
    }
    
    fclose(fr);
    
    return 0;
}

注意：读取时，size 取最小字节，n 可以随便写

• 若读取时 size 不是最小字节，则会引起读取失败

  如存储的 char 类型 0A 1E 1C 2C 66 67 68

  size = 1 时，n=1024 ，会将文件中内容依次取出

  size = 4 时，n=1024 ，第一个数据块 0A 1E 1C 2C 会顺利取出，但最后剩下3个字节不足一个数据块，则最后一个块读取不到

---

unsigned fwrite(void *ptr,unsigned size,unsigned n,FILE *fp)

将 ptr 指向的存储空间的 n 个 size 字节的数据块写入文件 fp 中

• 成功，则返回 n
• 出错或文件结束，则返回0

# include

int main(){
    FILE *fp = fopen("test.txt","wb+");
    char *str = "Hello\0 World!";
    
    fwrite((void *)str, 13 ,1, fp);
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

读写数组

# include

int main(){
    FILE *fp = fopen("test.txt","wb+");
   	int ages[4] = {1,3,5,7};
    fwrite(ages,sizeof(ages),1,fp);
    
    rewind(fp);
    
    int t;
    while(fread(&t,sizeof(int),1,fp) > 0){
        printf("data=%d\n",t);
    }
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

读写结构体

结构体中的数据类型不统一，此时最适合用二进制的方式进行读写

单个结构体

# include

typedef struct{
	char *name;
    int age;
    double height;
}Person;

int main(){
    Person p1 = {"A",23,1.7};
    FILE *fp = fopen("test.person","wb+");
    fwrite(&p1,sizeof(p1),1,fp);
    
    rewind(fp);
    Person p2;
    fread(&p2,sizeof(p2),1,fp);
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

---

读写结构体数组

# include

typedef struct{
	char *name;
    int age;
    double height;
}Person;

int main(){
    Person ps[] = {
        {"A", 18, 1.65},
      	{"B", 21, 1.88},
      	{"C", 33, 1.9}
    };
    
    FILE *fp = fopen("test.person","wb+");
    fwrite(&ps,sizeof(ps),1,fp);
    
    rewind(fp);
    Person p;
    while(fread(&p,sizeof(p),1,fp) > 0){
        printf("name = %s,age = %d,height = %lf\n"
               ,p.name,p.age,p.height);
    }
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

8.2.4 文件操作函数

a. 获取文件位置指针

long ftell(FILE *fp) ：返回距文件头的字节数

• 成功，则返回整型
• 失败，返回-1

#include 

int main(){
    char *str = "abcedfg";
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w+");

    long p = ftell(fp);
    printf("p = %ld\n", cp); // 0
    
    // 写入一个字节
    fputc(str[0], fp);
    p = ftell(fp);
    printf("p = %ld\n", p); // 1
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

b. 位置指针重定位

void rewind() ：使位置指针指向文件头

c. 文件定位函数

int fseek(FILE *fp, long offset, int origin ); ： 将位置指针移动到指定位置

• fp ：文件的指针，指向要操作的文件

• offset ：表示要移动的字节数

  offset 为正时，向后移动；

  offset 为负时，向前移动

• origin：从何处开始计算偏移量。

  起始点	常量名	常量值
  文件开头	SEEK_SET	0
  当前位置	SEEK_CUR	1
  文件末尾	SEEK_END	2

#include 

int main(){
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w+");
    fputs("123456789", fp);
    
    // 将文件指针移动到文件结尾
    fseek(fp, 0, SEEK_END);
    int len = ftell(fp); // 计算文件长度
    printf("len = %i\n", len);
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

#include 

int main(){
    FILE *fp = fopen("test.txt","w+");
    
    fputs("123456789", fp);
    fseek( fp, 7, SEEK_SET );
    fputs("Hello", fp);
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}