C语言文件操作
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为什么要使用文件？
什么是文件？
为什么要使用文件操作？
文件操作
文件指针：
文件打开和关闭：
文件的顺序读写：
文件的随机读写：
fseek(根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针)
ftell(返回文件指针相对于起始位置的偏移量)
rewind(让文件指针的位置回到文件的起始位置)
文本文件和二级制文件：
文件读取结束的判定（feof函数）：
文件缓冲区：
为什么要使用文件？
在C语言编程中，文件是一种重要的数据存储方式，它可以将程序数据存储在硬盘上，以便于在程序运行时进行读取，处理和修改。常见的文件类型包括文本文件、二进制文件、图片文件、视频文件等。
使用文件有以下几个优点：
-
持久性存储：文件可以将程序生成的数据持久地保存在磁盘上，即使程序关闭，数据也不会丢失。
-
数据共享：文件是一种可以多个程序共享的数据存储方式，不同的程序可以通过访问同一个文件来共享数据。
-
数据备份：文件可以作为数据备份的方式，可以将数据存储在另一个地方，以防止数据丢失或损坏。
-
数据交换：文件可以方便地进行数据交换，不同的程序可以通过读写文件来进行数据交换。
因此，在C语言编程中，文件被广泛使用，可以用来存储程序生成的数据、读取和修改外部数据等。
使用文件是使数据持久化的一种方式，另一种方式还可以使用数据库来存储数据。
本文我们着重了解文件操作是如何来写入和读取数据。
什么是文件？
磁盘上的文件就是大家所熟知的文件。
但在编程过程中，我们一般谈论两种文件方式：程序文件和数据文件
- 程序文件：我们在创建工程项目时候常常创建源文件.c和头文件.h,以及编译过程中系统生成的目标文件.obj，以及可执行程序.exe文件都可以看成程序文件。
- 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可看成数据文件。
为什么要使用文件操作？
我们在以前处理数据的输入输出时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。但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使用，这里处理的就是磁盘上的数据文件。
文件操作
文件指针：
想要打开文件我们需要了解文件类型指针（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
在vs2022中我们速转定义FILE可以看到：
可见FILE是一个结构体类型名称。
在VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型申明：
struct _iobuf {
char *_ptr;
int _cnt;
char *_base;
int _flag;
int _file;
int _charbuf;
int _bufsiz;
char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf 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。
当我们实在的使用FILE时，实际是通过像FILE * fp 的指针来管理该文件的。
FILE* fp;//文件指针变量定义fp是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使fp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。
文件打开和关闭：
文件打开和关闭函数原型：
//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );
#include
int main()
{
FILE* fp = fopen("2023_10_20.txt","w");//为了输出数据，打开一个文本文件，如果指定文件不存在，建立一个新的文件
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//.....
fclose(fp);
fp == NULL;
return 0;
} 
文件的顺序读写：
通过使用上述函数我们可以方便的使得数据在内存和硬盘文件中相交互。
顺序读写指按照文件中数据的存储顺序进行读写操作。在顺序读写模式下，文件指针从文件开头向后移动，每次读取或写入一个单位大小的数据，直到文件末尾。这种读写模式适用于顺序存储大量数据的场景，比如读取大型文件或按顺序写入数据。顺序读写模式的优点是读写速度较快，缺点是不支持随机访问文件中的任意位置
字符输出函数:fputc
int fputc ( int character, FILE * stream );#include
#include
int main()
{
FILE* fp = fopen("2023_10_20.txt", "w");//为了输出数据，打开一个文本文件，如果指定文件不存在，建立一个新的文件
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
printf("写入字符a到文件中\n");
fputc('a', fp);
printf("已经写入文件\n");
//.....
printf("系统睡眠5秒后关闭文件\n");
Sleep(5000);
fclose(fp);
fp == NULL;
return 0;
} 多次连续写入单个字符：（也可以使用fputs函数直接写入一行数据）
#include
#include
int main()
{
FILE* fp = fopen("2023_10_20.txt", "w");//为了输出数据，打开一个文本文件，如果指定文件不存在，建立一个新的文件
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
printf("写入字符a到文件中\n");
fputc('a', fp);
printf("写入字符b到文件中\n");
fputc('b', fp);
printf("写入字符c到文件中\n");
fputc('c', fp);
printf("写入字符d到文件中\n");
fputc('d', fp);
printf("已经写入文件\n");
//.....
printf("系统睡眠5秒后关闭文件\n");
Sleep(5000);
fclose(fp);
fp == NULL;
return 0;
} 
文本行输入函数：fgets
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );#include
#include
int main()
{
FILE* fp = fopen("2023_10_20.txt", "r");//为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件，如果指定文件不存在，出错
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
char str[50] = { 0 };
char * p = fgets(str,5,fp);
printf("已经从文件中输入数据成功\n");
printf("%s\n",p);
printf("系统睡眠5秒后关闭文件\n");
Sleep(5000);
fclose(fp);
fp == NULL;
return 0;
} 
文件的随机读写：
fseek(根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针)
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
我们在读取数据时候发现光标是按照顺序读写来读取字符的，那么我们如何使得更改光标读取位置来随机读写呢？
这下我们就需要使用fseek函数了。
#include
#include
int main()
{
FILE* fp = fopen("example.txt", "r");//为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件，如果指定文件不存在，出错
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
char ch = fgetc(fp);
printf("%c\n",ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
fseek(fp,0,SEEK_SET);//将文件光标指针移到文件起始位置
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
printf("系统睡眠2秒后关闭文件\n");
Sleep(2000);
fclose(fp);
fp == NULL;
return 0;
} 
ftell(返回文件指针相对于起始位置的偏移量)
long int ftell ( FILE * stream ); 
#include
#include
int main()
{
FILE* fp = fopen("example.txt", "r");//为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件，如果指定文件不存在，出错
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
char ch = fgetc(fp);
printf("%c\n",ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
int pos1 = ftell(fp);
printf("此刻文件指针偏移量为：%d\n",pos1);
fseek(fp,0,SEEK_SET);//将文件光标指针移到文件起始位置
int pos2 = ftell(fp);
printf("此刻文件指针偏移量为：%d\n",pos2);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
printf("系统睡眠2秒后关闭文件\n");
Sleep(2000);
fclose(fp);
fp == NULL;
return 0;
} 
rewind(让文件指针的位置回到文件的起始位置)
void rewind ( FILE * stream );
#include
#include
int main()
{
FILE* fp = fopen("example.txt", "r");//为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件，如果指定文件不存在，出错
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
char ch = fgetc(fp);
printf("%c\n",ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
int pos1 = ftell(fp);
printf("此刻文件指针偏移量为：%d\n",pos1);
//fseek(fp,0,SEEK_SET);//将文件光标指针移到文件起始位置
rewind(fp);//等同于上一行代码功能
int pos2 = ftell(fp);
printf("此刻文件指针偏移量为：%d\n", pos2);
ch = fgetc(fp);
printf("%c\n", ch);
printf("系统睡眠2秒后关闭文件\n");
Sleep(2000);
fclose(fp);
fp == NULL;
return 0;
} 
文本文件和二级制文件：
- 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
文本文件：
二进制文件：
我们将一个.exe文件直接拖入记事本可以发现有很多看不懂的乱码，这就是不经过转换直接输出到外存上的二进制文件。
例如存储整数10000：
ASSIC形式存储为文本文件：
存储为二进制文件：
用代码实现：
#include
int main()
{
int a = 10000;
FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
printf("写入文件成功\n");
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
} 
我们接着将该文件拖入vs源文件中按步骤打开发现如下：
右键单击选择打开方式：
选择二进制编辑器打开
可以看出打开后数据就是十六进制的10000
文件读取结束的判定（feof函数）：
feof函数:
int feof ( FILE * stream );牢记：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
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 ）
- 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。
文件缓冲区：
文件缓冲区是计算机操作系统中用于提高文件操作效率的一种技术。它是一块内存区域，用于临时存储即将被读取或写入的数据，以减少对磁盘的频繁访问。当程序进行文件操作时，数据首先被读取到文件缓冲区中，然后程序对缓冲区进行读写操作，最后再把缓冲区的数据写回磁盘或从磁盘上读取新的数据到缓冲区。
文件缓冲区的优点是可以提高文件操作的效率和速度，减少磁盘的访问次数，特别是在对较大文件进行操作时，效果尤为显著。另外，文件缓冲区还可以提供数据安全性，因为它会把数据保存在内存中，而不是直接写入磁盘，即使在出现异常情况时也能够保证数据的完整性。
感谢您的支持！