【C/C++】万字图文详解C语言文件操作 完美装饰课设大作业

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写在前面

为什么使用文件？

什么是文件？

程序文件

数据文件

认识文件名

文件的打开和关闭

文件指针

文件的打开和关闭

1.以"r"（只读）的方式打开文件

2.以"w"（只写）的方式打开文件

3.以"a"（追加）的方式打开文件

文件的顺序读写

输入流与输出流的概念

fputc & fgetc

fputs & fgets

fscanf & fprintf

文件的随机读写

fseek

ftell 

rewind

文本文件和二进制文件

文件读取结束的判定

被错误使用的feof

文件缓冲区

写在前面

在完成某项课设大作业时，我们的老师可能要求我们将内存中存储的数据保存到文件里，方便随用随取。本章详细介绍了文件一系列操作：文件的打开与关闭、文件的读与写等，以及拓展知识：文件缓冲区的介绍等。掌握了文件操作不仅能使我们的程序设计锦上添花，还能让我们对程序设计以及计算机有更深层次的了解。

为什么使用文件？

当我们写了一个简单的小游戏或者是一个班级信息管理系统，又或是通信录等需要存储数据的程序，在程序运行时，我们保存进去很多信息，例如游戏的对局记录、班级人员信息、联系人信息等。我们对这些信息经过一系列增删查改操作后，此时信息被保存到了内存中。当关闭程序，再次打开程序后，令人揪心的事发生了，我们上次保存的数据不见了，那就在录入一遍吧.......首先我们得知道关闭程序后数据为什么会丢失。因为这些数据都保存在内存中，程序结束后这些内存会被释放归还给操作系统。为了避免数据的丢失，我们在关闭程序前可以将内存中的数据保存磁盘上或者数据库中以使数据持久化。而使用文件，我们就可以很好的将数据保存在磁盘中。

什么是文件？

 在磁盘中保存的就是文件，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）。

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

FILE* pf;//文件指针变量

接下来我们就简单认识一下前三个打开方式。

1.以"r"（只读）的方式打开文件

FILE* pf = fopen("test.txt", "r");

以只读的方式打开文件，只能从文件里读取数据，而不能写如数据或者修改数据。

如果找到该文件，则返回指向该文件的文件信息区的FILE类型的指针；

如果未找到，则返回NULL。

2.以"w"（只写）的方式打开文件

FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

以只写的方式打开文件，只能写入数据到文件中，而不能读取文件数据。

如果未找到该文件，则在该路径下创建该文件并返回指向该文件的文件信息区的指针；

如果找到该文件，则丢弃该文件中的内容，视其为新的空文件，并返回指向该文件的文件信

息区的指针。

3.以"a"（追加）的方式打开文件

FILE* pf = fopen("test.txt", "a");

以追加的方式打开文件，含义为在该文件的末尾打开文件进行写入。

如果未找到该文件，则在该路径下创建该文件并返回指向该文件的文件信息区的指针；

如果找到该文件返回指向该文件的文件信息区的指针。

学会了如何打开和关闭文件之后，我们来看看如何进行文件的读与写。

文件的顺序读写

文件顺序读写所涉及的函数有：

输入流与输出流的概念

C语言中，把不同类型的输入输出源称为流，根据其作用分为输入流和输出流。

例如我们的终端设备键盘与屏幕就是两种流；键盘称之为标准输入流，屏幕为标准输出流。

与之类似，文件也是一种流。文件保存在磁盘中，因此我们也可以把文件看作一种外部设

备。所有输入/输出流指的是标准输入/输出流和其他输入/输出流。

输入输出是指：

从输入流中把数据读取到内存中，称为输入。（例如，scanf从键盘中读取数据到内存中）

把内存中的数据写入到输入流中，称为输出。（例如，printf把内存中的数据打印到屏幕上）

fputc & fgetc

fputc的作用是，将一个整型数据写入流中。整型数据将会被写入到文件指针所指向的位置。

文件指针默认指向文件起始位置偏移量为0的位置。并且每成功写入一个数据，该指针自动向

前移动一位。

返回值：

如果成功则返回该整型数据；

如果失败则返回EOF。

示例：

#include
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	//判空
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
 
	fputc('a', pf);
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 fgetc的作用是，返回指定流中文件位置指针指向的字符，然后该指针后移一位。

返回值：

如果读取成功则返回读取字符的ASCII码值；

如果读取失败则返回EOF；

如果文件位置指针指向文件末尾则返回EOF;

如果发生其他错误返回EOF;

示例：

读取文件中写好的26个英文字母。

#include
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	//判空
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
	int ch = 0;
	while ((ch=fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c ", ch);
	}
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fputs & fgets

fputs的作用是，将字符串str写入流中。从str的起始位置开始写入，直至遇到'\0'结束，并

且'\0'不会写入到流中。

返回值：

写入成功则返回非负值；

写入失败则返回EOF。

示例：

#include
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	//判空
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
 
	fputs("hello world", pf);
 
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fgets的作用是，从流中读取字符串并保存到str中，直到读取 （num-1）个字符或者遇

到'\n'，或者到达文件末尾。读取完成之后，会自动在str末尾添加'\0'。

注意：'\n'会被认为是有效字符读取到str中。

返回值：

读取成功则返回str；

读取失败则返回NULL；

读取到文件末尾而停止则返回EOF；

示例：

#include
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	//判空
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
	
	char str[15];
	fgets(str, 15, pf);
	printf(str);
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fscanf & fprintf

这次我们不用解读帮助文档，仅仅通过对比scanf和printf的函数构造就可以掌握fscanf和fprintf。

通过对比，二者相较于我们经常使用的scanf、printf仅仅多了一个流。其实它们不仅长相相似用法也几乎完全相同。

示例：

将结构体类型的数据写到文件中：

#include
struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
 
int main()
{
	struct S s = { "zhangsan", 20, 95.5f };
	//打开文件
	FILE*pf = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
	//写文件
	fprintf(pf, "%s %d %.1f", s.name, s.age, s.score);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

再将保存的数据读取出来：

#include
struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
 
int main()
{
	struct S s = { "zhangsan", 20, 95.5f };
	//打开文件
	FILE*pf = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
	
	//读文件
	fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));
	printf("%s %d %f\n", s.name, s.age, s.score);
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

这里再补充说明一点 ：

前面我们提到，键盘和屏幕是标准输入输出流，它俩的FILE指针分别写作：

stdin（标准输入流）    stdout（标准输出流）

那运用我们的奇思妙想，思考一下以下这两组的含义是否相同？

scanf(...)
fscanf(stdin,...)
 
printf(...)
fprintf(stdout, ...)

答案是肯定的。这两组是等价的。

那我们平时使用键盘和屏幕时，为什么不像文件那样先打开它们所对应的流呢？

原因在于，对任何一个C程序，只要运行起来就默认打开3个流：

stdin------标准输入流------键盘

stdout------标准输出流------屏幕

stderr------标准错误流------屏幕

三者的类型都为FILE*

文件的随机读写

所谓随机读写，就是可以按照需求在文件的任意位置进行读写，而完成这个操作所需的两个重要参数就是偏移量和起始位置。

fseek

根据文件指针的位置和偏移量来定位指针。

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

返回值：

如果成功则返回0；

失败返回一个非负值。

示例：

#include
int main()
{
	//打开文件
	FILE*pf = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
	//写文件
	fputs("This is an apple", pf);
	fseek(pf, 9, SEEK_SET);
	fputs(" sum",pf);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

ftell 

返回当前位置相较于文件起始位置的偏移量。

long int ftell ( FILE * stream );

示例：

#include
int main()
{
	//打开文件
	FILE*pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		exit(-1);
	}
	//打印偏移量
	fseek(pf, 9, SEEK_SET);
	printf("%d\n", ftell(pf));
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

rewind

让文件指针回到文件的起始位置。

void rewind ( FILE * stream );

文本文件和二进制文件

简单类比理解：邮局并不是只要有一位顾客要寄信件 ，就会立即发车前往目的地；而是有很

多封信件投递到达一定数量之后一次性发车。目的是为了高效率低成本。

这有一个简单的示例，可自行操作演示，感受文件缓冲区的存在：

#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;
}