文件操作知识

1. 为什么使⽤⽂件？

如果没有⽂件,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,内存回收,数据就丢失了,等再次运⾏程序,是看不到上次程序的数据的,如果要将数据进⾏持久化的保存,我们可以使⽤⽂件.

2. 什么是⽂件？

磁盘(硬盘)上的⽂件是⽂件.

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(从⽂件功能的⻆度来分类的)。

2.1 程序⽂件

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).

2.2 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.

本篇讨论的是数据⽂件.

在以前所处理数据的输⼊输出都是以终端为对象的,即从终端的键盘输⼊数据,运⾏结果显⽰到显⽰器上.

其实有时候我们会把信息输出到磁盘上,当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使⽤,这⾥处理的就是磁盘上⽂件.

2.3 ⽂件名

⼀个⽂件要有⼀个唯⼀的⽂件标识,以便⽤⼾识别和引⽤.

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 .为了⽅便起⻅,⽂件标识常被称为⽂件名.

3. 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和⼆进制⽂件.

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的⽂件中,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.

⼀个数据在⽂件中是怎么存储的呢？

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.

#include <stdio.h>int main(){int a = 10000;FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");fwrite(&a, 4, 1, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}

4. ⽂件的打开和关闭

4.1 流和标准流

4.1.1 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,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,我们要想向流⾥写数据,或者从流中读取数据,都是要打开流,然后操作.

4.1.2 标准流

那为什么我们从键盘输⼊数据,向屏幕上输出数据,并没有打开流呢？

那是因为C语⾔程序在启动的时候，默认打开了3个流：

1️⃣stdin - 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.

2️⃣stdout - 标准输出流,⼤多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯,printf函数就是将信息输出到标准输出

流中.

3️⃣stderr - 标准错误流,⼤多数环境中输出到显⽰器界⾯.

这是默认打开了这三个流,我们使⽤scanf、printf等函数就可以直接进⾏输⼊输出操作的.

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

C语⾔中,就是通过FILE* 的⽂件指针来维护流的各种操作的.

4.2 ⽂件指针

缓冲⽂件系统中,关键的概念是“⽂件类型指针”,简称“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;

不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同,但是⼤同⼩异.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,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;//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.⽐如：

4.3 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:

文件使用方式	含义	如果指定文件不存在
"r"(只读)	为了输入数据,打开了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)	向文本文件尾添加数据	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)	为了输入数据,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	建立一个新的文件
"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,建议一个新的文件	建立一个新的文件
"a+"(读写)	打开了一个文件,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,新建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,在文件尾进行读和写	建立一个新的文件

#include <stdio.h>
int main ()
{
FILE * pFile;
pFile = fopen ("myfile.txt","w");
if (pFile!=NULL)
{
fputs ("fopen example",pFile);
fclose (pFile);
}
return 0;
}

5. ⽂件的顺序读写

5.1 顺序读写函数介绍

函数名	功能	适用于
fgetc	字符输入函数	所有输入流
fputc	字符输出函数	所有输出流
fgets	文本行输入函数	所有输入流
fputs	文本行输出函数	所有输出流
fscanf	格式化输出函数	所有输入流
fprintf	格式化输出函数	所有输出流
fread	二进制输入	文本输入流
fwrite	二进制输出	文本输出流

#include <stdio.h>
int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//bch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//cwhile ((ch = fgetc(pf)) != EOF){printf("%c ", ch);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
//读取字符成功，返回字符的ASCII的值.如果读取失败或者遇到文件末尾
//设置一个错误状态值-ferror；如果遇到文件末尾，设置一个遇到文件末尾的状态值-feof

#include <stdio.h>
int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}char arr[20] = "hello";int num = 100;double pai = 3.14;fprintf(pf, "%s %d %.2lf", arr, num, pai);	fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

#include <stdio.h>
struct S
{char arr[20];int num;double pai;
};
int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}struct S s = { "world", 200, 3.14 };	fprintf(pf, "%s %d %.2lf", s.arr, s.num, s.pai);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

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(如⽂件输⼊流);所有输出流⼀般指适⽤于标准输出流和其他输出流(如⽂件输出流).

5.2 对⽐⼀组函数：

scanf/fscanf/sscanf

printf/fprintf/sprintf

1️⃣scanf(输入)/printf(输出):针对标准输入(stdin-键盘)输出(stdout-屏幕)的格式化的输入/输出函数

2️⃣fscanf/fprintf:针对所有输入流/所有输出流的格式化的输入/输出函数.

3️⃣sscanf/sprintf:从一个字符中提取格式化的数据把格式化的数据转换成字符串.

6. ⽂件的随机读写

6.1 fseek

根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针(⽂件内容的光标).

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

#include <stdio.h>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;}

6.2 ftell

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量.

long int ftell ( FILE * stream );

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

6.3 rewind

让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置.

void rewind ( FILE * stream );

#include <stdio.h>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;}

7. ⽂件读取结束的判定

7.1 被错误使⽤的 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 的作⽤是:当⽂件读取结束的时候,判断读取结束的原因是否是:遇到⽂件尾结束.

1️⃣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：

fgetc 判断是否为EOF . fgets 判断返回值是否为NULL .

2️⃣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.

//⽂本⽂件的例⼦
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
int c; // 注意：int，⾮char，要求处理EOF
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if(!fp) {
perror("File opening failed");
return EXIT_FAILURE;
}
//fgetc 
while ((c = fgetc(fp)) != EOF) 
{
putchar(c);
}
if (ferror(fp))
puts("I/O error when reading");
else if (feof(fp))
puts("End of file reached successfully");
fclose(fp);
}

 //⼆进制⽂件的例⼦#include <stdio.h>enum { SIZE = 5 };int main(void){double a[SIZE] = {1.,2.,3.,4.,5.};FILE *fp = fopen("test.bin", "wb");fwrite(a, sizeof *a, SIZE, fp); fclose(fp);double b[SIZE];fp = fopen("test.bin","rb");size_t ret_code = fread(b, sizeof *b, SIZE, fp);if(ret_code == SIZE) {puts("Array read successfully, contents: ");for(int n = 0; n < SIZE; ++n)printf("%f ", b[n]);putchar('\n');} else { if (feof(fp))printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");else if (ferror(fp)) {perror("Error reading test.bin");}}fclose(fp);}

8. ⽂件缓冲区

 #include <stdio.h>#include <windows.h>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;}

以上就是今天的博客内容了，希望能够帮助到读者朋友们！

我们一起继续加油努力💪！一键三连🙏！！！

本篇完结，点赞收藏加关注，找到小编不迷路，感谢大家🙏🤝！