【文件操作---C语言】

为了是数据长久化存储。因为程序中的数据只能在运行时保存， 程序退出后，数据就自动删除了。所以我们为了是数据长久化存储，将会使用文件操作。

一、什么是文件

通俗讲就是磁盘上的文件是文件。一般分为两种：程序文件和数据文件；

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：

包括程序运行时所读写的数据。。

3.文件名：

文件名是文件存在的标识，操作系统根据文件名来对其进行控制和管理。每个文件都被设定一个指定的名称，由文件主名和扩展名组成

文件名包含3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀
例如： D:\vscode\project2023\test.txt

为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

二、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。该结构体类型是由系统 声明的，取名FILE.

下面是详细的文本区内部：

需要注意：1.文本信息区在不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但是大同小异。
2.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。
3.通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。

三、文件的打开与关闭

1.引入

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。
== ANSIC== 规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件。

2.打开方式：

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	建立一个新的文件
“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

3. 打开格式

3.1 forpen

FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );

参数:filename为文件名（包括文件路径）
mode为打开方式。若打开成功，fopen返回一个结构指针地址，否则返回NULL。

3.2 fclose

int fclose ( FILE * stream );

在执行完文件的操作后，要用 fclose() 函数进行“关闭文件”操作。以此释放相关资源，避免数据丢失。同时也可提高系统整体的执行效率。
关闭成功返回值0，否则返回非零值。

1.读取时遇到’\0’或’\n’,都会停止读取。

四、 文本的顺序读写

c语言程序只要运行起来就会默认打开三个流，分别是：

标准输入流	stdin
标准输出流	stdout
标准错误流	stderr

所以我们能直接使用键盘输入，和显示在屏幕上。

1.函数及功能

头文件#include

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	gets	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

**所有输出（入）流：**就是即可以写到文件中，也可以打印到屏幕上。

2.函数详解：

2.1 字符输入输出函数

1.fputc的使用

功能：将格式化字符流输出到文件或者屏幕

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test7.20.txt", "w");//w是写文件
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	fputc('a',pf);
	fputc('a',pf);
	fputc('a',pf);
	fputc('a',pf);
	fputc('a',pf);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

注意
1.fopen时的第二个参数（打开方式），要对应。
2.也可以打印到屏幕（如下图）

fputc('a',stdout);

2.fgets使用

从文件或者键盘读取输出到程序。

int ch = fgetc(pf);
	printf("%c", ch);

从键盘读：

int ch = fgetc(stdin);
	printf("%c", ch);

输入gggg
读取一个字符g

2.2 文本行输入输出函数

1.fputs函数

将字符串输出到文件中

int fputs ( const char * str, FILE * stream );
参数：
1.str：要输入的字符串，
2.stream：指向文件流的指针
返回值; 成功时，将返回非负值。 出错时，该函数返回 EOF 并设置错误指示器（ferror）。
功能：该函数从指定的地址 （str） 开始复制，直到到达终止空字符 （‘\0’）。此终止空字符不会复制到流中。

fputs使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test7.20.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	int ch = fputs("hello jiji",pf);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

注意：1.多次输入，如果字符串后没有’\n’则会在一行。
2.输入后关闭文件，在进行输入就会覆盖以前的内容
3.int ch = fputs(“hello jiji”,stdout);一样可以打印到屏幕。

2.fgets函数

将键盘或者文件中的字符串输入到程序。

char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );
参数：
1.str：指向在其中复制字符串读取的字符数组的指针。
2.num：要复制到 str 的最大字符数（包括终止空字符）。
3.stream：指向标识输入流的 FILE 对象的指针。
stdin 可以用作从标准输入读取的参数。
返回值： 成功后，函数返回 str。失败：NULL；

**功能：**把从stream中读到的num个字符存到str中。输入。
fgets函数的使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test7.20.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	char ch[10] = { 0 };
    fgets(ch, 10, pf);
	printf("%s",ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

核心代码

char ch[10] = { 0 };
    fgets(ch, 10, pf);
	printf("%s",ch);

文件中存放10个字符


这里只是打印9个，为什么呢？

int i = strlen(ch);
	printf("%d", i);

fgets函数只能读取num-1 个字符，末尾要空出来放’\0’。
我用strlen函数测了显示数组中只有9，说明最后一位就是放的’\0。
另外：fgets当遇到'\0' ，'\n'时都会停止读取。

2.3 格式化输入输出函数

1.fscanf函数

从文件或者键盘读取输入到程序中。
标准格式：

int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );

功能：从流中读取输入到程序中。
使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct S 
{
	int a;
	float b;
};
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test7.20.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	struct S s = { 0 };
	fscanf(pf, "%d %f", &(s.a),&( s.b));
	printf("%d %f", s.a, s.b);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

关键代码：

struct S s = { 0 };
	fscanf(pf, "%d %f", &(s.a),&( s.b));
	printf("%d %f", s.a, s.b);

2.fprintf函数

将格式化数据流 输出到文件或者屏幕

int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );

功能：将数据流stram输出到文件或者屏幕上。
使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct S 
{
	int a;
	float b;
};
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test7.20.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	struct S s = { 98,1.11f };
	fprintf(pf, "%d %f", s.a, s.b);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

2.4二进制输入输出函数

1.fwrite函数

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

参数：
1.ptr：指向的数据要被写入文件。
2.size:要写入的每个元素的大小（以字节为单位）。
3.count:元素数，每个元素的大小为字节大小。
4.stream:指向指定输出流的 FILE 对象的指针。
功能::从ptr读取数据放入到文件流中

使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct S 
{
	int a;
	float b;
};
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test7.20.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	struct S s = { 1,3.24f };
	fwrite(&s,sizeof(struct S),1,pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

核心代码：

fwrite(&s,sizeof(struct S),1,pf);

文本中保存的时二进制，所以会出现乱码。

2.fread函数

size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

功能：从流中读取计数元素数组，每个元素的大小为字节，并将它们存储在 ptr 指定的内存块中

使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct S 
{
	int a;
	float b;
};
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test7.20.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	struct S s = { 0};
	fread(&s,sizeof(struct S),1,pf);
	printf("%d %f", s.a,s.b);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

核心代码：

fread(&s,sizeof(struct S),1,pf);

补充

1.sprintf

功能：把一个格式化数据（不是数据流）转化成字符串

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct S
{
	int a;
	float b;
};
int main()
{
	
	struct S s = { 1,2.22f };
	char a[20] = { 0 };
	sprintf(a, "%d %f", s.a, s.b);
	//sscsanf(s, "%d %f", &(s.a), &(s.b));
	//printf("%d %f", s.a, s.b);
	printf("%s", a);
	return 0;
}

2.sscanf

从字符串中读取格式化的数据

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
struct S
{
	int a;
	float b;
};
int main()
{
	
	struct S s = { 3,4.444};
	char a[20] = { 0 };
	struct S tmp = { 0 };
	sprintf(a, "%d %f", s.a, s.b);
	sscanf(a, "%d %f", &(tmp.a),&(tmp.b));
	printf("%d %f", s.a, s.b);
	//printf("%s", a);
	return 0;
}

将字符数组a中的数据转化成结构体。

五、文件的随机读写

1.fseek函数

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );

功能：根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针
默认是从文件第一个位置开始。

2.ftell函数

long int ftell ( FILE * stream );

功能;返回文件指针相对于起始位置的偏移量

3.rewind函数

void rewind ( FILE * stream );

功能：让文件指针的位置回到文件的起始位置

六、文本文件和二进制文件

1.文本文件

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。

2.二进制文件

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。

3.查看二进制文件方式：

1.先添加文件到源文件

2.右击打开方式

3.选择二进制编辑器


由于vs2019是小端存储，所以结果为10 27 00 00 .

七、文件读取结束的判定

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。
feof函数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 。

八、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。