C语言文件操作

 

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系列专栏：零基础学习C语言----- 数据结构的学习之路
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文章简介：

本篇文章  对C语言文件操作  的相关知识详细讲解！

如果您觉得文章不错，期待你的一键三连哦，你的鼓励是我创作动力的源泉，让我们一起加油，一起奔跑，让我们顶峰相见！！！

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目录

1.为什么要使用文件？

2. 什么是文件

2.1 程序文件

2.2 数据文件

2.3 文件名

3. 文件的打开和关闭

3.1 文件指针

3.2 文件的打开和关闭

fopen函数的介绍：

4. 文件的顺序读写

4.1 顺序读写函数介绍

fputc函数介绍及用法：

 fgetc函数介绍及用法：

 fputs函数介绍及用法：

fgets函数介绍及使用：

 

fprintf函数介绍及使用：

fscanf函数介绍及使用：

fwrite函数介绍及使用：

5. 文件的随机读写

5.1 fseek

5.2 ftell

5.3 rewind

6. 文本文件和二进制文件

7.1 被错误使用的feof

8. 文件缓冲区

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1.为什么要使用文件？

使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上,做到了数据的持久化。概括性的来说,在大

多数情况下,使用文件都是为了增强代码的可复用性、支持数据持久性存储,进而提高程序的可

维护性和扩展性

2. 什么是文件

磁盘上的文件是文件；

但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的）；

2.1 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）；

2.2 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；

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用，这里处理 的就是磁盘上文件；

2.3 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

注意：

1.文件名可以不包含后缀名；

2.文件中不能包含这些字符：\/:*?"<>|；

3.后缀名的作用：文件的后缀名决定了一个文件的默认打开方式

4.文件路径指的是：从盘符到该文件所经历的路径中各符号名的集合

3. 文件的打开和关闭

3.1 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.

 

 

 

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：

3.2 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；

fopen函数的介绍：

 

第一个参数：文件名

第二个参数：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
“a”（追加）	向文本文件尾添加数据	建立一个新的文件
“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
“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

例如：

// 打开文件

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

// 关闭文件

int fclose ( FILE * stream )

实例代码：

 

插入知识：

4. 文件的顺序读写

4.1 顺序读写函数介绍

 

fputc函数介绍及用法：

作用：写一个字符（第一个参数）到流（第二个参数）里面去；

例子：

 

 打开操作文件查看结果：

 

 fgetc函数介绍及用法：

从流中获取字符

返回指定流的内部文件位置指示符当前指向的字符。然后，内部文件位置指示器将前进到下一个字符;

如果调用时流位于文件末尾，则该函数返回 EOF 并为流设置 （feof） 的文件结束指示器;

如果发生读取错误，该函数将返回 EOF 并为流设置错误指示器 （ferror）;

FGETC 和 GETC 是等效的，只是 GETC 可能在某些库中作为宏实现;

例如：

 打印结果：

 

也可以从键盘输入流中获取字符；

例如：

 

键盘输入hello world ：

 

 

 fputs函数介绍及用法：

将字符串写入流

将 str 指向字符串写入流中；

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；

请注意，fput 与 put 的不同之处不仅在于可以指定目标流，而且 fput 不会写入其他字符，而 put 会自动在末尾附加换行符；

例子：

 

运行结果：

 

fgets函数介绍及使用：

从流中读取字符并将其作为 字符串存储到 str 中，直到读取 （num-1） 个字符或到达换行符或文件末尾，以先发生者为准；（若参数是10个，但只读取10-1=9个）

换行符使 fgets 停止读取，但它被函数视为有效字符，并包含在复制到 str 的字符串中；

终止空字符会自动附加到复制到 str 的字符之后；

请注意，fgets 与 get 完全不同：fgets 不仅接受流参数，还允许指定 str 的最大大小，并在字符串中包含任何结束换行符；

 

 

 运行结果：

 

fprintf函数介绍及使用：

 

  与printf的区别：

printf：

将格式化数据打印到标准输出

将按格式指向的字符串写入标准输出 （stdout）；如果 format 包含格式说明符（以 % 开头的子序列），则格式后面的其他参数将被格式化并插入到生成的字符串中，替换其各自的说明符。

fprintf：

将格式化数据写入流

将按格式指向流的字符串写入流；如果 format 包含格式说明符（以 % 开头的子序列），则格式后面的其他参数将被格式化并插入到生成的字符串中，替换其各自的说明符；

在 format 参数之后，函数至少需要与格式指定的一样多的其他参数；

例如：

 

运行结果：

 

fscanf函数介绍及使用：

 

scanf函数

 

fscanf：

从流中读取格式化数据

从流中读取数据，并根据参数格式将其存储到附加参数指向的位置;

其他参数应指向格式字符串中相应格式说明符指定的类型的已分配对象;

 

例子：

运行结果：

小总结： 

fwrite函数介绍及使用：

 

fwrite：

从ptr所指向的内存块里面，从ptr开始，拷贝count个大小为size的数据到stream里

例子：

运行结果：

 

fread函数的介绍及使用：

参数和fwrite函数一样

fread函数：

从stream里面读取数据，读count个大小为size的数据放到ptr所指向的空间里面去；

返回的是实际读到的个数，返回值可能比count要小；

例子：

运行结果：

 

 

5. 文件的随机读写

5.1 fseek

根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针

第三个参数：

 

 

 第三个参数如果设置为SEEK_SET  就从文件开始计算偏移量

                                     SEEK_CUR 就从文件当前位置计算偏移量

                                     SEEK_END 就从文件末尾计算偏移量

 

例子：

 

运行结果：

 

 

5.2 ftell

返回文件指针相对于起始位置的偏移量 ；

 

例子：

运行结果：

5.3 rewind

让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind ( FILE * stream )

例子：

 

运行结果：

 

6. 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（ VS2013 测试）；

如图：

 

测试代码：

 

运行结果：

 

 

7.1 被错误使用的feof

牢记：在文件读取过程中，不能用 feof函数的返回值直接来判断文件的是否结束;

feof 的作用是：

当文件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是：遇到文件尾结束;

1. 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：

 

8. 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；

 

图解：

程序验证缓冲区的存在：

#include 
#include 
//VS2019  WIN11环境测试
int main()
{
 FILE*pf = fopen("test.txt", "w");

 fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区

 printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt文件，发现文件没有内容\n");

 Sleep(10000);

 printf("刷新缓冲区\n");
 fflush(pf);//刷新缓冲区时，才将输出缓冲区的数据写到文件（磁盘）
 //注：fflush 在高版本的VS上不能使用了

 printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt文件，文件有内容了\n");
 Sleep(10000);
 fclose(pf);

 //注：fclose在关闭文件的时候，也会刷新缓冲区
 pf = NULL;
 return 0; }

这里可以得出一个 结论：

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；

本章完~

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