• 【C语言】进阶——文件操作

    目录

    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：

    1. 一个文件要有一个唯一的文件标识，以便识别和引用。
    2. 文件名包含3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀；
    3. 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

    1. //打开文件
    2. FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
    3. //关闭文件
    4. int fclose ( FILE * stream );
    5. (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： 

    1. #include <stdio.h>
    2. int main()
    3. {
    4.     FILE* pFile;
    5.     //打开文件
    6.     pFile = fopen("myfile.txt", "w");
    7.     //文件操作
    8.     if (pFile != NULL)
    9.     {
    10.         fputs("fopen example", pFile);
    11.         //关闭文件
    12.         fclose(pFile);
    13.     }
    14.     return 0;
    15. }

    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。

    1. int main()
    2. {
    3.     char ch = 0;
    4.         //"w"文件不存在会创建文件
    5.     FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
    6.     //判断是否打开成功
    7.     if (pf == NULL)
    8.     {
    9.         perror("fopen");
    10.         return 1;
    11.     }
    12.     //向文件中写入字符
    13.     for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
    14.     {
    15.         fputc(ch, pf);
    16.     }
    17.     //关闭文件
    18.     fclose(pf);
    19.     pf = NULL;
    20.     return 0;
    21. }

     

    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。

    1. int main()
    2. {
    3.     FILE* pf = fopen("data.txt", "r");  //以读的方式打开
    4.     //判断是否打开成功
    5.     if (pf == NULL)
    6.     {
    7.         perror("fopen");
    8.         return 1;
    9.     }
    10.     //读取字符
    11.     int ch = 0;
    12.     while ((ch = fgetc(pf)) != EOF) //直到遇到文件结束标志
    13.     {
    14.         printf("%c ", ch);
    15.     }
    16.     //关闭文件
    17.     fclose(pf);
    18.     pf = NULL;
    19.     return 0;
    20. }

    ✌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。

    1. int main()
    2. {
    3. 	//以写的方式打开
    4. 	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
    5. 	//判断是否打开成功
    6. 	if (pf == NULL)
    7. 	{
    8. 		perror("fopen");
    9. 		return 1;
    10. 	}
    11.  
    12. 	fputs("whosay\n", pf);
    13. 	fputs("1818", pf);
    14. 	//关闭文件
    15. 	fclose(pf);
    16. 	pf = NULL;
    17. 	return 0;
    18. }

     

    ✌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。

    1. struct stu
    2. {
    3. 	char name[20];
    4. 	int age;
    5. 	double num;
    6. };
    7.  
    8. int main()
    9. {
    10. 	struct stu a = { "whosay",18,66.6 };
    11. 					//以写的方式打开
    12. 	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
    13. 	//判断是否打开成功
    14. 	if (pf == NULL)
    15. 	{
    16. 		perror("fopen");
    17. 		return 1;
    18. 	}
    19. 	//写入格式化数据
    20. 	fwrite(&a, sizeof(struct stu), 1, pf);
    21. 	//关闭文件
    22. 	fclose(pf);
    23. 	pf = NULL;
    24. 	return 0;
    25. }

    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 

    1. struct S
    2. 	{
    3. 		float f;
    4. 		char c;
    5. 		int n;
    6. 	};
    7. 	
    8. int main()
    9. {
    10. 	struct S s = { 3.14f, 'c', 100 };
    11. 	char arr[100] = { 0 };
    12. 	sprintf(arr, "%f-%c-%d", s.f, s.c, s.n);
    13. 	printf("%s\n", arr);
    14.  
    15. 	struct S tmp = { 0 };
    16. 	sscanf(arr, "%f-%c-%d", &(tmp.f), &(tmp.c), &(tmp.n));
    17. 	printf("%f\n", tmp.f);
    18. 	printf("%c\n", tmp.c);
    19. 	printf("%d\n", tmp.n);
    20.  
    21. 	return 0;
    22. }

    ✌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。

    1. struct stu
    2. {
    3. 	char name[20];
    4. 	int age;
    5. 	double num;
    6. };
    7. int main()
    8. {
    9. 	struct stu s = { 0 };
    10. 	//以读的方式打开
    11. 	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
    12. 	//判断是否打开成功
    13. 	if (pf == NULL)
    14. 	{
    15. 		perror("fopen");
    16. 		return 1;
    17. 	}
    18. 	//读取格式化数据
    19. 	fscanf(pf, "%s %d %lf", s.name, &s.age, &s.num);
    20. 	printf("%s %d %lf", s.name, s.age, s.num);
    21. 	//关闭文件
    22. 	fclose(pf);
    23. 	pf = NULL;
    24. 	return 0;
    25. }

    ✌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。

    1. struct stu
    2. {
    3. 	char name[20];
    4. 	int age;
    5. 	double num;
    6. };
    7.  
    8. int main()
    9. {
    10. 	struct stu a = { "whosay",30,50.5 };
    11. 	//以写的方式打开
    12. 	FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
    13. 	//判断是否打开成功
    14. 	if (pf == NULL)
    15. 	{
    16. 		perror("fopen");
    17. 		return 1;
    18. 	}
    19. 	//写入二进制数据
    20. 	fwrite(&a, sizeof(struct stu), 1, pf);
    21. 	//关闭文件
    22. 	fclose(pf);
    23. 	pf = NULL;
    24. 	return 0;
    25. }

     

    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。

    1. int main()
    2. {
    3. 	struct stu a = { 0 };
    4. 	//以读的方式打开
    5. 	FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
    6. 	//判断是否打开成功
    7. 	if (pf == NULL)
    8. 	{
    9. 		perror("fopen");
    10. 		return 1;
    11. 	}
    12. 	//读取二进制数据
    13. 	fread(&a, sizeof(struct stu), 1, pf);
    14. 	printf("%s %d %lf", a.name, a.age, a.num);
    15. 	//关闭文件
    16. 	fclose(pf);
    17. 	pf = NULL;
    18. 	return 0;
    19. }

     

    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。

    1. int main()
    2. {
    3. 	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    4. 	//判断是否打开成功
    5. 	if (pf == NULL)
    6. 	{
    7. 		perror("fopen:");
    8. 		return 1;
    9. 	}
    10. 	fputc('a', pf);
    11. 	fputc('b', pf);
    12. 	fputc('c', pf);
    13. 	fputc('d', pf);
    14. 	fseek(pf, -2, SEEK_CUR);
    15. 	fputc('e', pf);
    16. 	fputc('f', pf);
    17. 	//关闭文件
    18. 	fclose(pf);
    19. 	pf = NULL;
    20. 	return 0;
    21. }

    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。

    1. int main()
    2. {
    3. 	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
    4. 	//判断是否打开成功
    5. 	if (pf == NULL)
    6. 	{
    7. 		perror("fopen");
    8. 		return 1;
    9. 	}
    10. 	fputc('a', pf);
    11. 	fputc('b', pf);
    12. 	fputc('c', pf);
    13. 	fputc('d', pf);
    14.  
    15. 	long ret = ftell(pf);
    16. 	printf("%d\n", ret);
    17.  
    18. 	//关闭文件
    19. 	fclose(pf);
    20. 	pf = NULL;
    21. 	return 0;
    22. }

    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。

    1. int main()
    2. {
    3. 	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
    4. 	//判断是否打开成功
    5. 	if (pf == NULL)
    6. 	{
    7. 		perror("fopen");
    8. 		return 1;
    9. 	}
    10. 	fputc('a', pf);
    11. 	fputc('b', pf);
    12. 	fputc('c', pf);
    13. 	fputc('d', pf);
    14.  
    15. 	long ret = ftell(pf);
    16. 	printf("%d\n", ret);
    17.  
    18. 	rewind(pf);
    19.  
    20. 	ret = ftell(pf);
    21. 	printf("%d\n", ret);
    22. 	//关闭文件
    23. 	fclose(pf);
    24. 	pf = NULL;
    25. 	return 0;
    26. }

    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

    1. int main()
    2. {
    3. 	int a = 10000;
    4. 	FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
    5. 	fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
    6. 	fclose(pf);
    7. 	pf = NULL;
    8. 	return 0;
    9. }

    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。

    1. #include <stdio.h>
    2. #include <stdlib.h>
    3. int main(void)
    4. {
    5.     int c; // 注意：int，非char，要求处理EOF
    6.     FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
    7.     if (!pf)
    8.     {
    9.         perror("File opening failed");
    10.         return 1;
    11.     }
    12.     //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
    13.     while ((c = fgetc(pf)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环
    14.     {
    15.         putchar(c);
    16.     }
    17.     //判断是什么原因结束的
    18.     if (ferror(pf))
    19.     {
    20.         puts("I/O （读取时出错）error when reading");
    21.     }
    22.     else if (feof(pf))
    23.     {
    24.         puts("（成功到达文件结尾）End of file reached successfully");
    25.     }
    26.     fclose(pf);
    27.     pf = NULL;
    28.     return 0;
    29. }

    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 

     

     

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_67367079/article/details/133844350