C语言进阶篇 第六讲【文件操作】
一、本章重点
什么是文件
文件名
文件类型
文件缓冲区
文件指针
文件的打开和关闭
文件的顺序读写
文件的随机读写
文件结束的判定
二、什么是文件
文件即磁盘上的文件。
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。
本章讨论的是数据文件。
在以前各章所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。 其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上文件。
三、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3部分：文件路径+文件名主干+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。
四、文件类型
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的形式存储，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码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件。
一个数据在内存中是怎么存储的呢？
字符一律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。
如有整数10000，如果以ASCII码的形式输出到磁盘，则磁盘中占用5个字节（每个字符一个字节），而二进制形式输 出，则在磁盘上只占4个字节（VS2013测试）。
测试代码：
#include
int main()
{
int a = 10000;
FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
} "wb":write bit 二进制写
&a:a的地址
4:4个字节
1:写一个这样的元素
pf:放到pf维护的这个文件去
五、文件缓冲区
ANSIC 标准采用“缓冲文件系统”处理的数据文件的，所谓缓冲文件系统是指系统自动地在内存中为程序中每一个正在 使用的文件开辟一块“文件缓冲区”。
从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓冲区，装满缓冲区后才一起送到磁盘上。
如果从磁盘向计算机读入数据，则从磁盘文件中读取数据输入到内存缓冲区（充满缓冲区），然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。
缓冲区的大小根据C编译系统决定的。
六、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FILE. 例如,VS2008编译环境提供的stdio.h 头文件中有以下的文件类型申明：
struct _iobuf {
char *_ptr;
int _cnt;
char *_base;
int _flag;
int _file;
int _charbuf;
int _bufsiz;
char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf 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。
下面我们可以创建一个FILE*的指针变量:
FILE* pf;//文件指针变量定义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。
比如：
七、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。
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
int fclose ( FILE * stream );
万能文件使用代码：
int main()
{
FILE* pf;
pf = fopen("C:\\Users\\asus\\Desktop\\test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 0;
}
//打开成功
//读写文件
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
打开方式如下：
示例代码：
/* fopen fclose example */
int main()
{
FILE* pf;
pf = fopen("C:\\Users\\asus\\Desktop\\test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 0;
}
//打开成功
//读文件
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}等于空指针说明打开失败。
可以打印出错误码：strerror(errno)
八、文件的顺序读写
键盘：标准输入设备-stdin
屏幕：标准输出设备-stdout
是一个程序默认打开的两个流设备
类型都是文件指针。
stdin FILE*
stdout FILE*
stderr FILE*
如：
int ch = fgetc(stdin);
fputc(ch,stdout);这个程序就会等待你从键盘上输入一个字符，
然后会通过屏幕打印出来。
比如，我要写文件，写入一个字符：
int main()
{
FILE* pf;
pf = fopen("C:\\Users\\asus\\Desktop\\test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 0;
}
//打开成功
//写文件
fputc('b', pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}这样就会在文件中写出一个b来。
读字符：
int main()
{
FILE* pf;
pf = fopen("C:\\Users\\asus\\Desktop\\test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 0;
}
//打开成功
//读文件
printf("%c", fgetc(pf));
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}读字符串：
int main()
{
char buf[1024] = { 0 };
FILE* pf;
pf = fopen("C:\\Users\\asus\\Desktop\\test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 0;
}
//打开成功
//读文件
fgets(buf, 1024, pf);
printf("%s\n", buf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}读两次会读下一行：
写字符串：
fputs("hello", pf);
以下两种写法等价：
对比一组函数：
scanf/fscanf/sscanf
printf/fprintf/sprintf
scanf/printf是针对标准输入流/标准输出流的格式化输入/输出语句
fscanf/fprintf是针对所有输入流/所有输出流的格式化输入/输出语句
sscanf：从字符串中读取格式化的数据
sprintf：把格式化数据输出成（存储到）字符串
格式化输出：
fprintf(pf,"%d",10);
格式化输入：
int a = 1000;
fscanf(pf, "%d", &a);
printf("%d", a);
可以从标准输入输出进行：
九、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 )；
FILE * stream,文件指针
long int offset,偏移量
int origin，起始位置
对于起始位置，有三个选项：
1、SEEK_CUR 文件指针当前位置
2、SEEK_END 文件末尾位置
3、SEEK_SET 文件起始位置
例子：
FILE* pFile;
pFile = fopen("example.txt", "wb");
fputs("This is an apple.", pFile);
fseek(pFile, 9, SEEK_SET);
fputs("sam", pFile);
fclose(pFile);ftell
返回文件指针相对于起始位置的偏移量
long int ftell ( FILE * stream );
例子：
/* ftell example : getting size of a file */
#include
int main ()
{
FILE * pFile;
long size;
pFile = fopen ("myfile.txt","rb");
if (pFile==NULL) perror ("Error opening file");
else
{
fseek (pFile, 0, SEEK_END); // non-portable
size=ftell (pFile);
fclose (pFile);
printf ("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n",size);
}
return 0;
}
rewind
让文件指针的位置回到文件的起始位置
void rewind ( FILE * stream )；
例子：
/* rewind example */
#include
int main ()
{
int n;
FILE * pFile;
char buffer [27];
pFile = fopen ("myfile.txt","w+");
for ( n='A' ; n<='Z' ; n++)
fputc ( n, pFile);
rewind (pFile);
fread (buffer,1,26,pFile);
fclose (pFile);
buffer[26]='\0';
puts (buffer);
return 0;
}
十、文件结束的判定
被错误使用的 feof
牢记：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，还是遇到文件尾结束。
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。
正确的使用：
文本文件的例子：
#include
#include
int main(void)
{
int c; // 注意：int，非char，要求处理EOF
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if(!fp) {
perror("File opening failed");
return EXIT_FAILURE;
}
//fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOF
while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环
{
putchar(c);
}
//判断是什么原因结束的
if (ferror(fp))
puts("I/O error when reading");
else if (feof(fp))
puts("End of file reached successfully");
fclose(fp);
}
二进制文件的例子：
#include
enum { SIZE = 5 };
int main(void)
{
double a[SIZE] = {1.0,2.0,3.0,4.0,5.0};
double b = 0.0;
size_t ret_code = 0;
FILE *fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须用二进制模式
fwrite(a, sizeof(*a), SIZE, fp); // 写 double 的数组
fclose(fp);
fp = fopen("test.bin","rb");
// 读 double 的数组
while((ret_code = fread(&b, sizeof(double), 1, fp))>=1)
{
printf("%lf\n",b);
}
if (feof(fp))
printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
else if (ferror(fp)) {
perror("Error reading test.bin");
}
fclose(fp);
fp = NULL;
} 参考链接：https://zh.cppreference.com/w/c