C进阶：文件操作

C语言文件操作

什么是文件

磁盘上的数据是文件。

但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件（例如.c,.h这一类编译，链接过程中的文件），数据文件。

程序文件

包括源程序文件（后缀为.c），目标文件（windows环境的后缀为.obj，linux环境的后缀为.o）,可执行程序（windows的后缀为.exe，习惯上linux环境下没有后缀）。

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。

文件名

一个文件要有一个文件标识，以便用户识别和引用。

文件名包含三个部分：文件路径+文件名主干+文件后缀。

例如：c:\code\test.txt。

为了方便，文件标识通常被称为文件名。

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。

1.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。

2.如果要求在外存中以Ascii码的形式存储，则需要在存储之前进行转换。以ASCII字符形式存储的形式就是文本文件。

3.字符一律以ASCII形式存储，数值型既可以用ASCII形式存储，也可以用二进制形式存储。

如果有整数10000，如果以ASCII码的形式存储到磁盘，则在磁盘中占用五个字节，如果以二进制存入，则在磁盘中占用四个字节。下面来看一下为什么是这样存的。

再来看一下以二进制形式存入的代码：

#include

int main()
{
	int a = 10000;
	//创建一个文件指针，以只写的形式打开或创建test.txt，后面会讲
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	//二进制的形式写入文件中
	fwrite(&a, 4, 1, pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

 在vs中以二进制编辑器打开test.txt的结果如下：

 前面的00000000是没有意义的地址，而后面的数据确实是10000的16进制位。

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。

打算读写一个文件时：

1.打开文件 2.被打开的文件就维护了一个文件信息区

每当打开一个文件的时候，系统就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，使用者不用关心细节。

一般都是通过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。

我们来创建一个FILE*指针变量：

FILE* pf;

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可以访问该文件。也就是说，通过文件指针变量就可以找到与它相关联的文件。

比如：

文件的打开与关闭 

文件操作的基本步骤：打开文件->读写文件->关闭文件

在编写程序时，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与文件的关系。

ANSIC规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件。（头文件为：stdio.h）

使用方式

FILE* fopen(const char* filename,//文件名称
const char* mode//文件的使用方式
)

int fclose(FILE* stream);//文件指针

以下为文件的所有打开方式（注意当指定文件不存在时的情况）：

 举个小栗子：

#include 

int main()
{
	FILE* pf;
	//test.txt为相对路径，表明这个文件就在程序内。
	pf = fopen("test.txt", "w");
	//如果文件指针pf不为真再进行操作
	if (pf != NULL)
	{
		//文本行输出函数fputs，一会会讲。
		fputs("fopen example", pf);
		//关闭文件
		fclose(pf);
		//将文件指针置为空
		pf = NULL;
	}
	return 0;
}

文件的顺序读写

C语言程序只要运行起来，默认打开三个流（stream）

注：流的定义：文件中的流（stream）是指数据在输入和输出设备（例如硬盘、键盘、显示器等）与程序之间的传输通道。流可以被看作是一个字节序列的抽象，它将输入和输出抽象为一个连续的数据流，使得程序可以通过流来访问和处理文件的内容。

1.标准输入流 stdin FILE*:用于键盘接收输入数据。

2.标准输出流 stdout FILE*：用于向屏幕输出数据。

3.标准错误流 stderr FILE*：用于向屏幕输出错误信息。

 

 

重要函数的对比与使用

fgetc与fputc

1.函数原型：int fgetc(FILE* stream);

功能：用于读取文件，fgetc 用于从指定的文件流（stream）中读取一个字符，并返回读取的字符的整数表示（ASCII码值）。如果到达文件末尾或出现读取错误，它会返回 EOF（End of File）。

2.函数原型：int fputc(int ch, FILE* stream);

功能：用于写入文件，fputc 函数将指定的字符 ch 写入到指定的文件流 stream 中。如果成功写入，返回写入的字符；如果发生错误，返回 EOF（通常是 -1）。

fscanf与fprintf

fscanf 函数：

• 函数原型：int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

• 功能：fscanf 从指定的文件流中读取数据，并根据指定的格式字符串进行解析。它类似于 scanf，但是它从文件中读取数据而不是从标准输入读取。fscanf 返回成功读取和解析的项目数，如果发生读取错误或到达文件末尾，它会返回 EOF。

2.fprintf 函数：

• 函数原型：int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

• 功能：fprintf 向指定的文件流中写入数据，根据指定的格式字符串格式化数据并写入文件。它类似于 printf，但是将输出数据写入文件而不是标准输出。fprintf 返回成功写入的字符数，如果发生写入错误，它会返回负值。

sscanf和sprintf

1.sscanf 函数：

• 函数原型：int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

• 功能：sscanf 从指定的字符串 str 中读取数据，并根据指定的格式字符串进行解析。它类似于 scanf，但是从字符串中读取数据而不是从标准输入读取。sscanf 返回成功读取和解析的项目数。

2.sprintf 函数：

• 函数原型：int sprintf(char *str, const char *format, ...);

• 功能：sprintf 根据指定的格式字符串 format 将数据格式化输出到字符串 str 中。它类似于 printf，但是将输出数据写入到字符串而不是标准输出。sprintf 返回成功写入的字符数。

举个栗子：

#include 

int main()
{
	char str[] = "20 20";
	int num1, num2;
	sscanf(str, "%d %d", &num1, &num2);
	printf("the two numbers are %d and %d", num1, num2);
	return 0;
}

结果：

 文件的随机读写

fseek函数：根据文件的起始位置和偏移量来定义文件指针.

int fseek(FILE* stream,//文件指针
          long int offset,//偏移量，是整数就正向偏移，是负数就负向偏移
          int origin//起始位置
//包括：SEEK_SET(文件起始位置)，SEEK_CUR(文件指针当前位置)，SEEK_END(文件结束位置)
)

举个例子：

#include 

int main()
{
	FILE* pf;
	pf = fopen("test.txt", "wb");
	fputs("this is an apple", pf);
	fseek(pf, 9, SEEK_SET);
	fputs("sam", pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

可见：在字符串偏移量为9的位置之后将字符串"sam"插入了进去。

pftell函数:计算文件指针相当于起始位置的偏移量。

long int ftell(FILE* stream) 

举个例子：

#include 

int main()
{
	FILE* pf;
	long size;

	pf = fopen("test.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("Error opening file");
	}
	else
	{
		fseek(pf, 0, SEEK_END);
		size = ftell(pf);
		fclose(pf);
		pf = NULL;
		printf("size of myfile.txt:%ld bytes.\n", size);
	}
	return 0;
}

这里还是读的原来的字符串this is asampple ,所以算出的结果为16.

rewind函数：让文件指针回到文件的起始位置

void* rewind(FILE* stream).

#include 

int main()
{
	int n;
	FILE* pf;
	//创建一个字符串
	char buffer[27];

	//为了读和写建立了一个新的文件myfile.txt
	pf = fopen("myfile.txt", "w+");
	//利用文件指针向文件依次写入A到Z26个字符
	for (n = 'A'; n <= 'Z'; n++)
	{
		fputc(n, pf);
	}
	//让文件返回到起始位置
	rewind(pf);
	//又再次在文件开始位置读取26个字符并放入buffer中
	fread(buffer, 1, 26, pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	//第27个元素设为'\0'，以便截断字符串
	buffer[26] = '\0';
	puts(buffer);
	return 0;
}

文件结束的判定

被错误使用的feof

牢记：在文件读取的过程中，不能用feof函数的返回值直接用来判断文件是否结束。

而是应用于当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇见文件尾结束。

那么应该怎样判断文件是否结束呢？

1.文本文件是否结束，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要读的数。

正确的使用方法如下：

文本文件

#include 
#include 

int main()
{
	int c;//注意int ,不是char，要求处理EOF。
	FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
	if (fp == NULL)
	{
		perror("File opening filed!");
		return;
	}
	//fgetc当读取失败的时候或者遇见文件尾的时候，都会返回EOF
	while ((c = fgetc(fp)) != EOF)
	{
		putchar(c);
	}
	//判断是什么原因结束的
	if (ferror(fp))
	{
		puts("\nI\O error when reading");
	}
	else if (feof(fp))
	{
		puts("\nEnd of file reached successfully");
	}
	fclose(fp);
	fp = NULL;
	return 0;
}

好了，文件指针就讲到这里，欢迎各位大佬指点！