【C语言】进阶——文件操作
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前言
1.什么是文件
程序文件：
数据文件：
文件名：
2.文件的打开和关闭
2.1文件指针
2.2文件指针使用
2.3文件的打开和关闭
2.4 文件的使用方式
2.5文件的顺序读写
✌字符输出函数fputc
✌字符输入函数fgetc
✌文本行输出函数 fputs
✌文本行输入函数fgets
✌格式化输出函数 fprintf
关于sscanf和sprintf
✌格式化输入函数 fscanf
✌二进制输出函数 fwrite
✌二进制输入函数 fread
3.文件的随机读写
1.fseek 函数
2.ftell 函数
3.rewind 函数
5.文本文件和二进制文件
6.文件读取结束的判定
1.feof 函数
2.文件读取结束判断
7.文件缓冲区
前言
我们平常运行程序的数据都是在内存中，当程序结束后，数据便也不存在了，当我们需要之前的数据时，又需要重新输入，在这种情况下， 将数据保存到文件当中是尤为重要且必须的。（介绍的函数均需要引用头文件
。）
1.什么是文件
磁盘上的文件是文件。
文件可以是文本文档、图片、程序等等
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）。
将数据放入文件中，相比代码程序中堆栈上的数据，其优点在于可以随时做到需要时添加、舍弃时删除，数据可以持久化。
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）。
数据文件：
包括程序运行时所读写的数据。本篇所涉及的就是数据文件。
文件名：
- 一个文件要有一个唯一的文件标识，以便识别和引用。
- 文件名包含3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀；
- 文件名可以没有后缀；
2.文件的打开和关闭
文件的操作一般分三步：1.打开文件；2.读/写；3.关闭文件；
2.1文件指针
文件指针类似于桥梁，
当我们打开一个文件时，系统会在内存中开辟相应的文件信息区（用来存放文件信息）
这些信息被保存到一个结构体中，系统为其声明为FILE，
每当打开一个文件的时候，系统就会根据情况自动创建一个FILE结构的变量，并且通过FILE*的指针来维护这个结构。
2.2文件指针使用
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通过文件指针变量能够找到与它关联 的文件。
2.3文件的打开和关闭
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。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
//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );
(FILE * stream) = NULL；2.4 文件的使用方式
常用：
| 使用方式 | 作用 | 如果文件不存在 |
|---|---|---|
| "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 | 出错 |
| "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，建立一个新的文本文件 | 建立一个新的文件 |
| "a+"（读写） | 打开一个文本文件，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，建立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，在文件尾进行读写 | 建立一个新的文件 |
代码：
#include
int main()
{
FILE* pFile;
//打开文件
pFile = fopen("myfile.txt", "w");
//文件操作
if (pFile != NULL)
{
fputs("fopen example", pFile);
//关闭文件
fclose(pFile);
}
return 0;
} 
2.5文件的顺序读写
| 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 | fgets | 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 | pscanf | 所有输入流 |
| 格式化输出函数 | pprintf | 所有输出流 |
| 二进制输入 | fread | 文件 |
| 二进制输出 | fwrite | 文件 |
✌字符输出函数fputc
int fputc ( int character, FILE * stream );fputc函数把参数 Char 指定的字符（一个无符号字符）写入到指定的流 stream 中，并把位置标识符往前移动。
参数：
1.Char是要被写入的字符。该字符以其对应的 int 值进行传递。
2.stream是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了要被写入字符的流。
返回值：
如果没有发生错误，则返回被写入的字符。如果发生错误，则返回 EOF(-1)，并设置错误标识符。
int main()
{
char ch = 0;
//"w"文件不存在会创建文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//向文件中写入字符
for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
{
fputc(ch, pf);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
注意：当使用"w"（写）的方式打开文件时，文件原来的内容会被覆盖！
✌字符输入函数fgetc
int fgetc ( FILE * stream );fgetc函数从指定的流 stream 获取下一个字符（一个无符号字符），并把位置标识符往前移动。
参数：
stream是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了要在上面执行操作的流。
返回值：
该函数以无符号 char 强制转换为 int 的形式返回读取的字符，如果到达文件末尾或发生读错误，则返回 EOF。
EOF为文件结束标志，通常值为-1。
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r"); //以读的方式打开
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读取字符
int ch = 0;
while ((ch = fgetc(pf)) != EOF) //直到遇到文件结束标志
{
printf("%c ", ch);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
✌文本行输出函数 fputs
int fputs ( const char * str, FILE * stream );fputs函数把字符串写入到指定的流 stream 中，但不包括空字符。
参数：
str是一个数组，包含了要写入的以空字符终止的字符序列。
stream是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了要被写入字符串的流。
返回值：
该函数返回一个非负值，如果发生错误则返回 EOF。
int main()
{
//以写的方式打开
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fputs("whosay\n", pf);
fputs("1818", pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
✌文本行输入函数fgets
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );fgets函数从指定的流 stream 读取一行，并把它存储在 str 所指向的字符串内。
当读取 (num-1) 个字符时（第num个字符放'\0'），或者读取到换行符时，或者到达文件末尾时，它会停止，具体视情况而定。
参数：
str：是指向一个字符数组的指针，该数组存储了要读取的字符串。
num：是要读取的最大字符数（包括最后的空字符）。通常是使用以 str 传递的数组长度。
stream：是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了要从中读取字符的流。
返回值：
如果成功，该函数返回相同的 str 参数。如果到达文件末尾或者没有读取到任何字符，str 的内容保持不变，并返回一个空指针。
如果发生错误，返回一个空指针。
✌格式化输出函数 fprintf
int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );fprintf函数发送格式化输出到流 stream 中。
参数：
stream:是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
format:是 C 字符串，包含了要被写入到流 stream 中的文本。它可以包含嵌入的 format 标签，format 标签可被随后的附加参数中指定的值替换，并按需求进行格式化。
返回值：
如果成功，则返回写入的字符总数，否则返回一个负数。
struct stu
{
char name[20];
int age;
double num;
};
int main()
{
struct stu a = { "whosay",18,66.6 };
//以写的方式打开
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//写入格式化数据
fwrite(&a, sizeof(struct stu), 1, pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}关于sscanf和sprintf
scanf 是格式化的输入西数，针对是标准输入流(键盘)
printf 是格式化的输出函数，针对的是标准出流(屏幕)
scanf和printf是针对标准输入/输出流的格式化输入/输出函数
fscanf 是针对所有输入流(文件流、标准输入流)的格式化输入函数fprintf 是针对所有输出流(文件流、标准输出流)的格式化输出函数
sscanf: 将字符串转成格式化的数据sprintf: 将格式化的数据转换成字符串
struct S
{
float f;
char c;
int n;
};
int main()
{
struct S s = { 3.14f, 'c', 100 };
char arr[100] = { 0 };
sprintf(arr, "%f-%c-%d", s.f, s.c, s.n);
printf("%s\n", arr);
struct S tmp = { 0 };
sscanf(arr, "%f-%c-%d", &(tmp.f), &(tmp.c), &(tmp.n));
printf("%f\n", tmp.f);
printf("%c\n", tmp.c);
printf("%d\n", tmp.n);
return 0;
}✌格式化输入函数 fscanf
int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );
fscanf函数从流 stream 读取格式化输入。
参数：
如fprintf函数
返回值：
如果成功，该函数返回成功匹配和赋值的个数。如果到达文件末尾或发生读错误，则返回 EOF。
struct stu
{
char name[20];
int age;
double num;
};
int main()
{
struct stu s = { 0 };
//以读的方式打开
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读取格式化数据
fscanf(pf, "%s %d %lf", s.name, &s.age, &s.num);
printf("%s %d %lf", s.name, s.age, s.num);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}✌二进制输出函数 fwrite
size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
fwrite函数把 ptr 所指向的数组中的数据写入到给定流 stream 中。
参数：
ptr：是指向要被写入的元素数组的指针。
size：是要被写入的每个元素的大小，以字节为单位。
nmemb：是元素的个数，每个元素的大小为 size 字节。
stream：是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象指定了一个输出流。
返回值：
如果成功，该函数返回一个 size_t 对象，表示元素的总数，该对象是一个整型数据类型。如果该数字与 nmemb 参数不同，则会显示一个错误。
struct stu
{
char name[20];
int age;
double num;
};
int main()
{
struct stu a = { "whosay",30,50.5 };
//以写的方式打开
FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//写入二进制数据
fwrite(&a, sizeof(struct stu), 1, pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
除了字符串外，其余数据是以乱码的形式呈现的
✌二进制输入函数 fread
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
fread函数从给定流 stream 读取数据到 ptr 所指向的数组中。
参数：
ptr：是指向带有最小尺寸 size*nmemb 字节的内存块的指针。
size：是要读取的每个元素的大小，以字节为单位。
nmemb： 是元素的个数，每个元素的大小为 size 字节。
stream：这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象指定了一个输入流。
返回值：
成功读取的元素总数会以 size_t 对象返回，size_t 对象是一个整型数据类型。如果总数与 nmemb 参数不同，则可能发生了一个错误或者到达了文件末尾。
int main()
{
struct stu a = { 0 };
//以读的方式打开
FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//读取二进制数据
fread(&a, sizeof(struct stu), 1, pf);
printf("%s %d %lf", a.name, a.age, a.num);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
} 
3.文件的随机读写
1.fseek 函数
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
fseek函数设置流 stream 的文件位置为给定的偏移 offset，参数 offset 意味着从给的 whence 位置查找的字节数。
参数：
stream是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
offset是相对 whence 的偏移量，以字节为单位。
whence是表示开始添加偏移 offset 的位置。它一般指定为下列常量之一：
常量 描述 SEEK_SET 文件的开头 SEEK_CUR 文件指针的当前位置 SEEK_END 文件的末尾
返回值：
如果成功，则该函数返回零，否则返回非零值。
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen:");
return 1;
}
fputc('a', pf);
fputc('b', pf);
fputc('c', pf);
fputc('d', pf);
fseek(pf, -2, SEEK_CUR);
fputc('e', pf);
fputc('f', pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}依次输入字符abcd，
此时指针指向d的后方，
fseek函数将指针从当前位置向前移动2个字节，此时指针指向c处，再输入字符ef后，则覆盖字符cd
2.ftell 函数
long int ftell ( FILE * stream );
ftell函数返回给定流 stream 的当前文件位置。
参数：
stream：是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
返回值：
该函数返回位置标识符的当前值。如果发生错误，则返回 -1L，全局变量 errno 被设置为一个正值。
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fputc('a', pf);
fputc('b', pf);
fputc('c', pf);
fputc('d', pf);
long ret = ftell(pf);
printf("%d\n", ret);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}输出 4
3.rewind 函数
void rewind ( FILE * stream );
rewind函数设置文件位置为给定流 stream 的文件的开头。
参数：
stream是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
//判断是否打开成功
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fputc('a', pf);
fputc('b', pf);
fputc('c', pf);
fputc('d', pf);
long ret = ftell(pf);
printf("%d\n", ret);
rewind(pf);
ret = ftell(pf);
printf("%d\n", ret);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}输出结果：
4
0
5.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
int main()
{
int a = 10000;
FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}文本方式打开：（乱码）
二进制编辑器打开：
6.文件读取结束的判定
1.feof 函数
int feof ( FILE * stream );
feof 函数测试给定流 stream 的文件结束标识符。
返回值：
当设置了与流关联的文件结束标识符时，该函数返回一个非零值，否则返回零。
简单来说：即当文件读取结束时，遇到文件结尾返回非零值，读取失败结束返回零。
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。
#include
#include
int main(void)
{
int c; // 注意：int，非char，要求处理EOF
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (!pf)
{
perror("File opening failed");
return 1;
}
//fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOF
while ((c = fgetc(pf)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环
{
putchar(c);
}
//判断是什么原因结束的
if (ferror(pf))
{
puts("I/O （读取时出错）error when reading");
}
else if (feof(pf))
{
puts("（成功到达文件结尾）End of file reached successfully");
}
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
} 
2.文件读取结束判断
1.文本文件：判断返回值是否为 EOF或者 NULL。例如：
① fgetc 判断是否为 EOF 。
② fgets 判断返回值是否为 NULL。
2.二进制文件：判断返回值是否小于实际要读的个数。
① fread判断返回值是否小于实际要读的个数。
7.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”。
① 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。
② 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）。
③ 缓冲区的大小根据C编译系统决定的。
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。
以上便是我对【C语言】文件操作的理解，不足之处还望指点
