C语言文件操作（1）

🐵本篇文章将会对文件相关知识进行讲解

---

1. 为什么要使用文件❓

当我们写了一个简单的项目比如一个通讯录程序，我们添加完成员信息并关闭程序后，这些成员的信息也会随着程序的结束而不复存在了；所以为了使得数据持久化，我们将数据存放到文件中，因为文件是放在硬盘上的，数据不会丢失

2. 什么是文件❓

磁盘上的文件就是文件，在程序设计中我们讨论的文件有两种：程序文件，数据文件

2.1 程序文件

程序文件包括源程序文件（.c）、目标文件（.obj）、可执行程序（.exe）

2.2 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（.txt就是数据文件）

比如将通讯录成员的信息写到文件中，将文件中的信息读取出来；这里说的文件就是数据文件

2.3 文件名

每一个文件都要有唯一的文件标识也就是文件名，以便用户识别

文件名包含3部分：文件路径+文件主干名+文件后缀比如D:\code\data.txt

3. 文件的打开和关闭📂

3.1 文件指针

每一个使用过的文件都在内存上开辟了一块文件信息区，文件信息区实际上就是一个结构体，这个结构体用来存放文件的各种信息（比如：文件的名字、状态、位置等）该结构体类型是系统声明的，取名为：FILE

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，并自动填充其中的信息，使用者不必关心细节
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。下面我们可以创建一个FILE* 的指针变量:

FILE* pf

pf就是一个指向FILE类型的指针，可以使pf指向某个文件的文件信息区（也可以说是一个结构体变量）通过pf可以找到文件信息区的信息，进而访问该文件；通过文件指针变量能够找到与它关联的文件

3.2 文件的打开和关闭

fopen函数原型：

fopen是以mode的方式打开文件filename，filename是文件名，可以字符串的形式表示，第二个参数是打开文件的方式，也是以字符串的形式表示

fclose函数原型：

参数stream是指向某个文件的指针，关闭文件后要将stream赋为空指针，以防止野指针

实例演示：

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fclose(pf);
	pf == NULL;
 
	return 0;
}

当使用fopen打开文件data.txt后，系统会自动创建一个FILE类型的变量，并向这个变量填充信息，之后将这个变量的地址传给pf

如果在当前路径（与.c文件相同的路径）没有data.txt，系统会自动创建一个同名文件

文件路径：文件路径有两种：绝对路径和相对路径

相对路径中.\\表示当前路径，..\\表示上一级路径

FILE* pf = fopen(".\\data.txt", "r"); //相对路径（此时是当前路径）

FILE* pf = fopen("C:\\Project\\C\\study\\study_10_8\\data.txt", "r"); //绝对路径（完整表述文件位置的路径）

4. 文件的顺序读写📋

4.1 流

向不同的外部设备传输数据的方法是不同的，为了简化这种传输方式，引入了流，我们可以将数据传输到流中，然后流会将数据传输到对应的外部设备里

流有文件流，标准输入流，标准输出流，标准错误流

操作文件前要先打开文件，操作完文件后要关闭文件，在使用scanf和printf时为什么没有打开键盘和打开屏幕的操作，这是因为C语言程序只要运行起来就会自动打开三个流：标准输入流（stdin）标准输出流（stdout）标准错误流（stderr），这三个流的类型也都是FILE*

4.2 函数讲解

fgetc函数原型：

fgetc用于读取文件的一个字符，stream是一个FILE*类型的指针，也可以理解为是一个流，fgetc如果读取失败则会返回EOF

实例演示：

事先向data.txt文件中输入abcdef

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//读文件就要以只读的方式打开文件
    //写文件就要以只写的方式打开
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c", ch);
	}//结果为abcdef
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

fputc函数原型：

fputc用于向文件输入(写)一个字符，character是要输入的那一个字符，stream是一个FILE*类型的指针，也可以理解为一个流

实例演示：

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	char ch = 0;
	for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
	{
		fputc(ch , pf); //输出到文件（写文件）
        fputc(ch, stdout); //输出到屏幕上，此时和printf功能相同
	}
	fclose(pf);
	pf == NULL;
 
	return 0;
}

4.3 其他函数讲解

fgets函数原型：

fgets函数用于文本行输入，每次读取流中一行数据，即如果流中有多行数据，在读取其中的某一行时，当读取到'\n'就停止读取；fgets会从流stream中读取num - 1个字符到str中

FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
char arr[100] = { 0 };
fgets(arr,num, pf); 
printf("%s", arr);

事先在data.txt中输入hello<换行>world，当num是5时，意思是将pf中5 - 1 = 4个字符读取到arr中，arr的打印结果为hell，当num为100时，会读取到第一行的'\n'所以会将"hello\n"读取到arr中

fputs函数原型：

fputs用于文本行输出，将str的数据写到流stream中，直到遇到'\0'

FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
fputs("abcdef\0abcd", pf);

上述代码将"abcdef\0abcd"写到pf中，因为字符串中有'\0'，所以只会将abcdef写到pf中，那么data.txt中的内容就是abcdef

fscanf函数原型：

fscanf用于格式化输入，直接看代码：

struct S
{
	float f;
	int i;
	char c;
};
 
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
 
struct S s = { 0 };
fscanf(pf, "%f %d %c", &(s.f), &(s.i), &(s.c));
printf("%f %d %c", (s.f), (s.i), (s.c));

事先在data.txt中输入3.14 5 c，上述代码就是读取pf中的数据以特定的格式到结构体s对应的变量中，最后打印结果为3.140000 5 c

fprintf函数原型：

fprintf函数用于格式化输出，直接看代码：

struct S
{
	float f;
	int i;
	char c;
};
 
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
 
struct S s = {3.14, 5, 'c'};
fprintf(pf, "%f %d %c", s.f, s.i, s.c);
 

上述代码是将结构体变量初始化的数据以特定的格式写入文件data.txt中

---

fwrite函数原型：

fwrite是对一个二进制文件写入数据，fwrite的功能是将ptr中的内容写到stream中，size是写入数据的字节大小，count是写入的元素个数

FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
 
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
fwrite(arr, sizeof(int), sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), pf);

在data.txt中显示的内容是：

这些数据我们无法理解其含义，所以要通过fread将该二进制文件中的数据读取出来并打印到屏幕上（我们向文件中写的是1~10，那么读取后打印到屏幕上的也应该是1~10）

fread函数原型：

fread是读取一个二进制文件中的数据，fread的功能是将stream中的数据读取到ptr中，stream中每一个数据的字节大小是size，一共读取count个元素

FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
int arr1[10] = { 0 };
fread(arr, sizeof(int), 10, pf);
 
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
	printf("%d ", arr1[i]);
}

打印结果为：

sprintf函数原型：

sprintf用于将格式化的数据转化为字符串

sscanf函数原型：

sscanf用于将字符串转化为格式化数据

struct S
{
	float f;
	char c;
	int i;
};
 
int main()
{
	struct S s = { 3.14, 'c', 100 };
	char arr[100] = { 0 };
	sprintf(arr, "%f %c %d", (s.f), (s.c), (s.i));
	printf("%s\n", arr);
 
	struct S t = { 0 };
	sscanf(arr, "%f %c %d", &(t.f), &(t.c), &(t.i));
	printf("%f %c %d\n", t.f, t.c, t.i);
	return 0;
}

打印结果为：

我们可以通过调试观察arr

4.4 对比总结

接下来通过对比来总结printf， scanf， fprintf， fscanf， sprintf， sscanf这六个函数

printf：格式化输出函数，适用于标准输出流（屏幕）

scanf：格式化输入函数，适用于标准输入流（屏幕）

fprintf：格式化输出函数，适用于所有输出流（文件流，标准输出流）

fscanf：格式化输入函数，适用于所有输入流（文件流，标准输入流）

sprintf：将格式化数据转化为字符串

sscanf：将字符串转化为格式化数据

---

🙉至此，对文件的第一部分讲解结束，接下来会继续讲解文件相关知识