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文件操作

0、前言

使用文件能让我们将数据直接存放到电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。

一、什么是文件

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。

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3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀
例如： c:\sola\test.txt
为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

二、文件的打开和关闭

1、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 .

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

创建一个文件指针变量：

FILE* pf; //文件指针变量

​ 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。

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 ); 

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

​ 原本文件夹中无文件，在以只写的模式打开后，新建了该文件。

三、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	fputs	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

1、fputc

int fputc( int c, FILE *stream );

我们通过fputc函数向文件中写入了2个字符。

2、fgetc

int fgetc( FILE *stream );  //fgetc会返回读取字符的ASCII值，如果读取失败或者到文件末尾会返回EOF。

我们通过fgetc，读取了文件中所有的字符。

3、fputs

int fputs( const char *string, FILE *stream );

通过fputs写入了一个字符串.

注意点：写文件时，如果文件本身有内容，会销毁本身文件的内容。追加模式下不会销毁。

4、fgets

char *fgets( char *string, int n, FILE *stream );
          // string  用来存放读到的字符串

注意点：读取最大字符数n包含字符串中的’\0’。读取5个时实际只会有4个，因为有’\0’.

5、fprintf

int fprintf( FILE *stream, const char *format [, argument ]...);
//演示程序
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include 
struct stu
{
	char name[10];
	int age;
	float score;
};
int main(void)
{
	struct stu s = { "zhangsan",21,82.5 };

	FILE* pf = fopen("text.txt", "w");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
	}
	//操作文件
	fprintf(pf, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

我们通过fprintf将结构体中的数据写入了文件中。

6、fscanf

int fscanf( FILE *stream, const char *format [, argument ]... );
//演示程序
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include 
struct stu
{
	char name[10];
	int age;
	float score;
};
int main(void)
{
	struct stu s = {0};
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
	}
	//操作文件
	fscanf(pf, "%s %d %f", &s.name, &s.age, &s.score);
	printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

我们通过fscanf读取到了文件中的内容，并将其按照格式拷贝到了结构体变量s的成员中。

**补充：**任何一个c程序，只要运行起来就会默认打开三个流

FILE* stdin ---- 标准输入流（键盘）

FILE* stdout ----- 标准输出流 （屏幕）

FILE* stder -----标准错误流（屏幕）

在上面的程序中，我们先通过fscanf读取文件中的数据，再通过fprintf将数据输入到我们的屏幕上。

7、fwrite

size_t fwrite( const void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );

buffer:要写入位置的地址。

size:一个元素的大小 count：一次写几个

二进制的方式写入了文件。

8、fread

size_t fread( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );
//演示程序
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include 
struct stu
{
	char name[10];
	int age;
	float score;
};
int main(void)
{
	struct stu s = {0};
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//操作文件
	fread(&s, sizeof(struct stu), 1, pf);
	printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

二进制方式读取

一点补充：

scanf/fscanf/sscanf
printf/fprintf/sprintf

scanf是针对标准输入的格式化输入语句

printf是针对标准输出的格式化输出语句

fscanf是针对所有输入流的格式化输入语句

fprintf是针对所有输出流的格式化输出语句

sscanf 从字符串中读格式化的数据

sprintf把一个格式化的数据写到字符串中去

四、文件的随机读写

1、fseek

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
//根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针

Constant	参考位置
SEEK_SET	文件开头
SEEK_CUR	文件指针的当前位置
SEEK_END	文件结尾

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include 

int main(void)
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//操作文件
	char ch = 0;
	fputs("sola520", pf);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	fseek(pf, 2, SEEK_SET);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	fseek(pf, 2, SEEK_CUR);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	fseek(pf, -1, SEEK_END);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

2、ftell

long int ftell ( FILE * stream );
//返回文件指针相对于起始位置的偏移量

3、rewind

void rewind ( FILE * stream );
//让文件指针的位置回到文件的起始位置

五、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 。

六、文件读取结束的判定

1、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。

七、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（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。

​ 因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。
​ 如果不做，可能导致读写文件的问题。