C语言--文件操作详解（1）文件操作的基本概念及文件操作函数用法举例

前言

链接: 八功能通讯录

这是我们前面写了通讯录的程序，当通讯录运行起来的时候，可以给通讯录中增加、删除数据，此时数据是存放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，等下次运行通讯录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很难受。

我们在想既然是通讯录就应该把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。

这便是我们学习文件操作的意义。
修改后的代码在我的gitee中。
链接: 保存功能八功能通讯录

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1.文件及文件名

这个东西相信只有会用电脑，大家都知道是什么，这里就不做过多的介绍。
文件包括程序文件和数据文件：

①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）。
②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。

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。

2.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。该结构体类型是有系统声明的，取名FILE.

也就是打开一个文件，比如test.txt 就会自动创建一个文件信息区。这个信息区的代码一般是如下：

struct _iobuf {
char *_ptr;
int _cnt;
char *_base;
int _flag;
int _file;
int _charbuf;
int _bufsiz;
char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;
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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。
下面我们可以创建一个FILE*的指针变量:

FILE* pf;//文件指针变量
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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找到与它关联的文件。

3.用函数打开和关闭文件

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。

3.1 fopen打开文件

//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
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filename时文件名，char* mode是打开方式
打开方式如下：

打开文件的瞬间就创立了文件信息区，同时返回这个文件信息区的地址，其实就是返回这个FILE的指针。

3.2 fclose关闭文件

//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );
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3.3 fopen，fclose使用举例

#include 

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	//如果不存在data.txt这个文件，系统会自动创建
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	//...
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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3.4 相对路径和绝对路径

FILE* pf=fopen(".\..\\..\\data.txt","r");//相对路径
//..表示上一层路径
//.表示当前路径
FILE* pf=fopen("D:\\code\\dashuaige\\data.txt","r");//绝对路径
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4.读/写文件操作

4.1 文件的顺序读写

4.1.1 关于上面xx流的理解

流是一个高度抽象的概念！！

我们平时在使用C语言时，
scanf 从键盘上读取数据
printf 向屏幕打印数据
是因为C语言只要运行起来，就默认打开了三个流
①标准输入流-stdin ②标准输出流-stdout ③标准错误流-stderr

4.1.2 关于上面函数的举例使用（fputc）

C语言的fputc函数的作用是将一个字符写入到文件中。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	fputc('c', pf);
	fputc('d', pf);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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运行结束我们发现里面变为abcd。这便是fputc的作用。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fputc('a', stdout);
	fputc('b', stdout);
	fputc('c', pf);
	fputc('d', pf);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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如果将fputc后面的pf改为stdout标准输出流，那么就可以直接打印在屏幕上。如上图所示。

4.1.3 关于上面函数的举例使用（fgetc）

C语言的fgetc函数用于从文件中读取一个字符。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);
	 ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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可以看到fgetc是读取。
注意：当fgetc读取失败时，会返回EOF（-1）

4.1.4 关于上面函数的举例使用（fputs）

C语言的fputs函数用于将一个字符串写入到文件中。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fputs("hello", pf);
	fputs("帅哥", pf);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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4.1.5 关于上面函数的举例使用（fgets）

C语言的fgets函数用于从文件中读取一行字符串。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	char arr[100] = { 0 };
	fgets(arr, 8, pf);
	printf("%s",arr);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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一个汉字占4个字节！

4.1.6 关于上面函数的举例使用（fprintf）

C语言的fprintf函数用于将格式化的数据写入到文件中。

struct S
{
	float f;
	char c;
	int n;
};

int main()
{
	struct S s = { 3.14f,'w',10 };
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fprintf(pf, "%.2f %c %d", s.f, s.c, s.n);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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4.1.7 关于上面函数的举例使用（fscanf）

C语言的fscanf函数用于从文件中读取格式化的数据。

struct S
{
	float f;
	char c;
	int n;
};

int main()
{
	struct S s = { 0 };
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fscanf(pf, "%f %c %d", &(s.f),&(s.c),&(s.n));
	printf("%f %c %d",s.f,s.c,s.n);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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4.1.8 关于上面函数的举例使用（fwrite）

C语言的fwrite函数用于将指定大小的数据块写入文件中。

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//写文件
	FILE*pf = fopen("data.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//二进制的写文件
	fwrite(arr, sizeof(arr[0]), sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), pf);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}
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写的是啥，我们也看不懂！

4.1.9 关于上面函数的举例使用（fread）

C语言的fread函数用于从文件中读取指定大小的数据块。

int main()
{
	int arr[10] = {0};
	//写文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//二进制的读文件
	fread(arr, sizeof(arr[0]), sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), pf);
	//打印数组的东西
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
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现在又是人能看的懂的了！

4.2 几组函数对比

sprintf就是把原来的东西格式取消了，变成一个字符串。

sscanf就是将一个字符串，转化成我们想要的格式化的数据。（一定是确实放着能够转换的数据才转换的，不能随便转换。）

4.3 文件的随机读写

4.3.1 fseek函数使用举例

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 );

#include 
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a

	 ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//c

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//d

	fseek(pf, -4, SEEK_CUR);//第一个参数是pf指向的流，第三个参数SEEK_CUR表示文件指针当前的位置，第二个参数表示偏移量
	//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}
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可以看到我们的data.txt中又abcdef

先按顺序打印abcd，然后fseek函数可以不按顺序打印，函数使用在注释中已经说明。
SEEK_SUR表示文件指针当前的位置
SEEK_SET表示文件的开始位置
SEEK_END表示文件的末尾位置

4.3.2 ftell函数使用举例

返回文件指针相对于起始位置的偏移量。

long int ftell ( FILE * stream );

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//c
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//d

	int pos = ftell(pf);
	printf("pos=%d\n", pos);

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}
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我们可以看到pos=4，那是因为d这个字符，距离初始位置为4，正好是4个偏移量。

4.3.3 rewind函数使用举例

让文件指针的位置回到文件的起始位置。

void rewind ( FILE * stream );

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//c
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//d

	rewind(pf);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
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我们发现使用rewind函数之后，回到了起始位置，又变成了第一个字母。