C语言文件操作收尾【随机读写 + 结束判定 + 文件缓冲区】

前言

有了文件的顺序读写基础，那么肯定会好奇文件的随机读写，毕竟顺序读写对于有些操作场景来说实在是不方便。

文件指针之所以能够顺序读写是因为文件类型内部有一个位置指示器，我们只能对位置指示器指向的地方进行读写。

文件的随机读写就是将文件的位置指示器设置成我们想要的值，然后进行读写操作。

fseek 重定位位置指示器函数

函数描述：

设置位置指示器的位置

其中的 offset 可以是负数， origin 只能是上面三个宏。

// demo
// test.txt :> "abcdef"

printf("%c", fgetc(pf)); // a
printf("%c", fgetc(pf)); // b
printf("%c", fgetc(pf)); // c
fseek(pf, 2, SEEK_CUR);
printf("%c", fgetc(pf)); // f

ftell 获取当前文件指示器的位置

函数描述：

返回流的当前位置指示器的位置

返回值Return Value ：

成功时，返回位置指示器的当前值。

失败时，返回-1L，errno设置为系统特定的正值。

// demo
// test.txt :> "abcdef"

printf("%c", fgetc(pf)); // a
printf("%c", fgetc(pf)); // b
printf("%c", fgetc(pf)); // c
printf("%d\n", ftell(pf)); // 3

rewind 重置位置指示器

函数描述：

将与流关联的位置指示器设置为文件的开头

// demo
// test.txt :> "abcdef"

printf("%c", fgetc(pf)); // a
printf("%c", fgetc(pf)); // b
printf("%c", fgetc(pf)); // c
printf("%d\n", ftell(pf)); // 3
rewind(pf);
printf("%d\n", ftell(pf)); // 0

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。

数据在内存中的存储形式：

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）。

文件读取结束的判定

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。

feof 和 ferror

feof 函数描述：

如果遇到文件末尾结束，返回非0，否则返回0

ferror 函数描述：

如果遇到读取错误结束，返回非0，否则返回0

// demo
enum { SIZE = 5 };
int main(void)
{
	double a[SIZE] = {1.,2.,3.,4.,5.};
	FILE *fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须用二进制模式
	fwrite(a, sizeof *a, SIZE, fp); // 写 double 的数组
	fclose(fp);
	
	double b[SIZE];
	fp = fopen("test.bin","rb");
	size_t ret_code = fread(b, sizeof *b, SIZE, fp); // 读 double 的数组
	
	if(ret_code == SIZE) // 本次读取成功
	{
		puts("Array read successfully, contents: ");
		for(int n = 0; n < SIZE; ++n) printf("%f ", b[n]);
		putchar('\n');
	} 
	else 
	{ // error handling
		if (feof(fp))
			printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
		else if (ferror(fp)) 
		{
			perror("Error reading test.bin");
		}
	}
	fclose(fp);
}

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。这样的缓冲区策略可以减少程序的IO次数，从而提高效率。

// demo

#include 
#include 
//VS2013 WIN10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;
}

所以在进行完文件操作后需要将文件关闭。不然将会导致数据的丢失。

总结

文件的操作相对来说有点繁琐，并且需要谨慎选择库函数。