C进阶1:文件操作

0. 文件输入输出

使用printf()和命令行重定向>实现文件输出;使用scanf()和命令行重定向<实现文件输入。

  • Hello.c
    char name[256];
    scanf("%s",name);
    printf("Hello %s\n",name);
    
  • 编译
    gcc Hello.c -o Hello
    
  • 执行
    Hello > Hi.txt
    Hello < Hi.txt
    Hello < Hi.txt > Hello.txt
    
  • 练习
    已知学生信息结构体如下:
    struct Student {
      char  name[32];   //姓名
      int  age;     //年龄
      float  score;   //成绩
    };
    
    1. 将一个学生信息写入文件并读出。
    2. 将多个学生信息写入文件并读出。

1. 文件打开关闭:fopen()和:fclose()

1.1 打开文件:fopen()

  • 函数原型
    #include 
    FILE *fopen(char restrict *filename, char restrict *mode);
    

restrict C99标准才引进的,属于类型修饰符,表示修饰的这块内存空间只能被这个指针引用和修改,除此之外别无他法。

  • 参数:

    No. 参数 作用
    1 filename 需要打开的文件
    2 mode 文件打开方式
  • 打开基本方式

    No. 打开方式 含义
    1 r(read)
    2 w(write)
    3 a(append) 追加
    4 +(plus) 读或写,主要是配合r、w、a使用
    5 t(text) 文本文件(默认)
    6 b(binary) 二进制文件
  • 打开组合方式

    No. 打开方式 含义
    1 r 以只读的方式打开文件,前提是这个文件必须存在(只写 r 默认是文本文件)
    2 r+ 以可读可写的方式打开文件,前提是这个文件必须存在(默认是文本文件)。
    3 rb 以只读的方式打开一个二进制文件,前提是这个文件必须存在。
    4 rb+ 以可读可写的方式打开一个二进制文件,前提是这个文件必须存在。
    5 w 以只写的方式打开文件,如果这个文件不存在,就创建这个文件;如果这个文件存在,则清空内容。
    6 w+ 以可读可写的方式打开文件,如果这个文件不存在,就创建这个文件;如果这个文件存在,则清空内容。
    7 wb 以只写的方式打开一个二进制文件,如果这个文件不存在,就创建这个文件;如果这个文件存在,则清空内容。
    8 wb+ 以可读可写的方式打开一个二进制文件,如果这个文件不存在,就创建这个文件;如果这个文件存在,则清空内容。
    9 a 以追加的方式打开只写文件,如果这个文件不存在,就创建这个文件;如果这个文件存在,则在文件尾部追加内容。
    10 a+ 以追加的方式打开一个可读可写的文件,如果这个文件不存在,就创建这个文件;如果这个文件存在,则在文件尾部追加内容。
    11 ab 以追加的方式打开一个二进制只写文件,如果这个文件不存在,就创建这个文件;如果这个文件存在,则在文件尾部追加内容。
    12 ab+ 以追加的方式打开一个二进制可读可写文件,如果这个文件不存在,就创建这个文件;如果这个文件存在,则在文件尾部追加内容。

a只能追加不能修改,w会把文件清空,r+读写方式可以修改文件原有内容。

  • 返回值
    如果文件顺利打开,则返回值是指向这个文件流的文件指针,如果文件打开失败,返回NULL

1.2 关闭文件:fclose()

  • 函数原型
    int flcose(FILE* stream);
    
  • 参数
    stream文件指针
  • 返回值
    如果成功释放,返回0, 否则返回EOF(-1);

1.3 基本框架

一般来说,文件打开失败会做一个文件指针错误判断

FILE *fp = fopen("文件路径", "打开方式");
if(NULL != fp){
    //code 
    fclose(fp);
}

2. 文本读写:fprintf()fscanf()

  • 函数原型
    int fprintf(FILE *stream, char *format, argument...);
    int fscanf(FILE *stream, char *format, argument... );
    
    fprintf()/fscanf()printf()/scanf()使用非常相似,区别在于fprintf()/fscanf()第一个参数stream是文件描述符。
  • 举例
    将数据写入文件
    int i = 10;
    float f = 3.14;
    char c = 'C';
    char str[10] = "haha";
    fprintf(fp, "%d %f %c %s\n", i, f, c, str);  
    
    从文件中读出数据
    int i = 10;
    float f = 3.14;
    char c = 'C';
    char str[10] = "haha";
    fscanf(fp, "%d %f %c %s\n", &i, &f, &c, str); 
    

    如果不需要从文件里面写入字符串,那么就可以用逗号或者其他符号来分隔;如果文件里需要写入字符串,那么字符串与其他数据之间只能用空格和回车来分隔。

  • 练习
    已知学生信息结构体如下:
    struct Student {
      char  name[32];   //姓名
      int  age;     //年龄
      float  score;   //成绩
    };
    
    1. 将一个学生信息写入文件并读出。
    2. 将多个学生信息写入文件并读出。

3. 二进制读写:fread()fwrite()

  • 函数原型
    size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t count, FILE* stream);
    size_t fwrite(void *ptr, size_t size, size_t count, FILE* stream);
    
  • 参数
    No. 参数 作用
    1 ptr 一个指针,在fread()中是从文件里读入的数据存放的地址;在fwrite()中是写入到文件里的数据存放 的地址。
    2 size 每次要读写的字节数
    3 count 读写的次数
    4 stream 文件指针
  • 返回值
    成功读取/写入的字节数
  • 举例
    将字符串写入文件
    char str[] = "Hello World";
    fwrite(str, sizeof(str), 1, fp);
    
    
    从文件中读出字符串
    char str[100];   
    fread(str, sizeof(str), 1, fp);
    
  • 练习
    已知学生信息结构体如下:
    struct Student {
      char  name[32];   //姓名
      int  age;     //年龄
      float  score;   //成绩
    };
    
    1. 将一个学生信息写入文件并读出。
    2. 将多个学生信息写入文件并读出。

查看二进制文件的命令od -A x -t x1z -v 文件名

  • 文本 vs 二进制
    比较 文本 二进制
    优势 便于人类读写,跨平台 文件较小,机器读写比较快
    劣势 文件较大,机器读写比较慢 不便人类读写,不跨平台
    配置 Unix用文件 Windows用注册表
  • 说明
    • Unix喜欢用文本文件来做数据存储和程序配置。
    • windows喜欢用二进制文件。
    • 数据量较多使用数据库
    • 多媒体使用二进制
    • 通常使用第三方库读写文件,很少直接读写二进制文件。

4. 文件定位:ftell()fseek()

  • 函数原型

    // 获取位置
    long ftell(FILE* stream);
    // 设置位置
    int fseek(FILE* stream,long offset,int whence);
    
  • 参数

    No. 参数 含义
    1 stream 文件指针
    2 offset 偏移量,基于起始点偏移了offset个字节
    3 whence 起始点
    No. whence 数值 含义
    1 SEEK_SET 0 从头开始
    2 SEEK_CUR 1 从当前开始
    3 SEEK_END 2 从结束开始
  • 返回值
    ftell()返回文件指针当前位置,基于文件开头的偏移字节数。

  • 示例

    fseek(stream, 0, SEEK_END);
    // 将文件指针指向文件结尾,并偏移了 0 个字节,也就是直接将文件指针指向文件结尾
    fseek(stream, -10, SEEK_CUR);
    // 将文件指针指向当前位置,并偏移了 -10 个字节,也就是将文件指针往前移动10个字节
    
  • 练习
    获取文件大小

    char path[MAX_SIZE];
    scanf("%s",path)
    FILE* fp = fopen(path,"r");
    if(fp){
      fseek(fp,0L,SEEK_END);
      long size = ftell(fp);
      printf("%s大小为%ldB\n",size);
    }
    

5. 文件结尾判断feof()

  • 函数原型
    int feof(FILE* stream);
    
  • 参数
    stream文件指针
  • 返回值
    一旦文件指针指向文件结尾,就返回一个真值;否则返回非真值。

6. 返回开头rewind()

  • 函数原型
    void rewind(FILE* stream);
    
  • 参数
    stream文件指针
  • 举例
    FILE *fp = fopen("./text.txt", "r+");
    fseek(fp, 0, SEEK_END);   // 将文件指针指向文件结尾
    long len = ftell(fp);     // 获取文件指针位置,得到文件的大小(Byte)
    rewind(fp);               // 将文件指针重新指向文件开头
    

7. 清空数据流fflush()

  • 函数原型
    void fflush(FILE* stream);
    
  • 参数
    stream数据流
  • 举例
    fflush(fp);        // 清空文件流
    

8. 文件重命名rename()和文件删除remove()

  • 函数原型
    int rename(const char *old_filename, const char *new_filename);
    int remove(char * filename);
    

实践

  1. 实现文件复制命令cp
    cp src dst
    
  2. 实现文件重命名命令mv
    mv src dst
    

项目

实现一个简单的注册登录系统miniLogin

  1. 支持注册用户名和密码,用户名和密码必须包含字母和数字。
  2. 登录时,密码输入错误超过3次,退出登录。

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