【C语言】文件操作

一、基础认识

首先让我们先来认识一下什么叫文件。

文件名：

⼀个文件要有⼀个唯⼀的文件标识，以便用户识别和引用。

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。

我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中，如果程序退出，内存释放，数据就会丢失 ，等下一次次运行程序，是看不到上次程序的数据的，如果要将数据一直保存，我们可以使用文件。

我们⼀般谈的文件有两种：程序文件、数据文件。

程序文件：

我们可能看到过一些文件后缀为.c .obj .exe等这些都是程序文件，.c是源程序文件，。obj是目标文件，.exe是可执行文件。

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。        

 

二进制文件和文本文件？

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。

那么，数据在内存中是怎么存储的？

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。 （这个结果不一定，得看环境）

二、文件的打开和关闭

1. 流和标准流

1.1流

我们程序的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备获取数据，不同的外部设备的输⼊输出操作各不相同，为了方便程序员对各种设备进行方便的操作，我们抽象出了流的概念，我们可以把流想象成流淌着字符的河。

C程序针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都是通过流操作的。

⼀般情况下，要想向流里写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。

1.2 标准流

那么问题来了，为甚么我们冲键盘输入是就不需要打开流呢？

因为C语言程序在启动的时候，默认打开了3个流：

stdin ：标准输入流，在大多数的环境中从键盘输入，scanf函数就是从标准输入流中读取数据。 stdou t：标准输出流，大多数的环境中输出到显示器界面，printf函数就是将信息输出到标准输出 流中。

stderr ：标准错误流，大多数环境中输出到显示器界面。

就是因为默认打开了这三个流，我们使用scanf、printf等函数才可以直接进行输入输出操作的。

而 stdin、stdout、stderr 这三个流的类型是： FILE* ，它通常称为文件指针。

而 C语言中，就是通过 FILE* 的文件指针来维护流的各种操作的。

2.文件指针

其实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

例如：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;

当然这是在这个编译器下面的，不同的编译器的FILE不尽相同，但整体大同小异。

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，我们不必关心细节。

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。

创建FILE*指针变量:

FILE* pf;

这个也叫文件指针变量

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间接找到与它关联的文件。

3。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。

//打开⽂件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭⽂件
int fclose ( FILE * stream )

mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式：

代码示例：

#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;
}

三、文件的顺序读写

1. 顺序读写函数

上面说的适用于所有输入流⼀般指适用于标准输入流和其他输入流 

                         所有输出流⼀般指适用于标准输出流和其他输出流

这里我用上面的代码写一个拷贝文件的代码：

#include
int main()
{
	FILE* pFile1;
	FILE* pFile2;
	char c;
	pFile1 = fopen("data.txt", "r");
	if (pFile1 == NULL)
	{
		perror("fopen->data.txt");
		return 1; 
	}
	pFile2 = fopen("data_copy.txt", "w");
	if(pFile2==NULL)
	{
		fclose(pFile1);
		pFile1 = NULL;
		perror("fopen->data_copy.txt");
		return 1;
	}
	while ((c = fgetc(pFile1)) != EOF)
	{
		fputc(c, pFile2);
	}
	fclose(pFile2);
	fclose(pFile1);
	return 0;
}

我们先创建一个文本文件：data.txt

然后运行代码：

我们得到了这个拷贝的文件 data_copy.txt

对比前面的我们发现拷贝成功了

四、文件的随机读写

1.fseek

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );

代码示例：

#include 
int main ()
{
 FILE * pFile;
 pFile = fopen ( "example.txt" , "wb" );
 fputs ( "This is an apple." , pFile );
 fseek ( pFile , 9 , SEEK_SET );
 fputs ( " sam" , pFile );
 fclose ( pFile );
 return 0;
}

运行结果：

我们创建了一个文本文件，记录着这个：

2.ftell

返回文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );

代码示例：

#include 
int main ()
{
 FILE * pFile;
 long size;
 pFile = fopen ("myfile.txt","rb");
 if (pFile==NULL) 
 perror ("Error opening file");
 else
 {
 fseek (pFile, 0, SEEK_END); // non-portable
 size=ftell (pFile);
 fclose (pFile);
 printf ("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n",size);
 }
 return 0;
}

运行结果：

如果你直接运行，结果一定是这个

因为没有相应文件

所以你要创建一个相应的文件

然后运行，结果是：

3 rewind

让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );

代码示例：

#include 
int main ()
{
 int n;
 FILE * pFile;
 char buffer [27];
 
 pFile = fopen ("myfile.txt","w+");
 for ( n='A' ; n<='Z' ; n++)
 fputc ( n, pFile);
 rewind (pFile);
 
 fread (buffer,1,26,pFile);
 fclose (pFile);
 
 buffer[26]='\0';
 printf(buffer);
 return 0;
}

这个是先写入，再打印

运行结果

五、文件读取结束的判定

1. 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：

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。

六、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。

注意：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。

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这篇较为重要推荐自己多多尝试