C语言（十四）---- 文件操作-EW帮帮网

文件操作

文件操作

关于文件

什么是文件？

磁盘（硬盘）上的被命名为文件的就是文件，例如文件夹，文件夹中的各种类型的文件

为什么要使用文件？

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。

文件名

为了用户和系统对不同文件进行识别，区分，和引用，一个文件要有一个唯一的文件标识，被称为文件名

文件名的形式：⽂件路径+⽂件名主⼲+⽂件后缀

例如： c:\code\test.txt

文件的类型

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）。

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。

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

二进制文件

什么是二进制文件？

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。

文本文件

什么是文本文件？

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（硬盘），则磁盘（硬盘）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（硬盘）上只占4个字节。

10000的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0010 0111 0001 0000，占4个字节。

我们在VS上测试：

#include<stdio.h>

int main()
{
	int a = 10000;

	FILE* pf = fopen("test.txt,","wb");//wb->write binary

	fwrite(&a,4,1,pf);//二进制形式写进文件中
	fclose(pf);

	pf = NULL;

	return 0;
}

打开二进制文件

在这里插入图片描述

打开二进制文件，看到的0000 0000 10 27 00 00，似乎和我们一开始推断的不太一样，那这是为什么？其实是因为在这里我们看到的是16进制的10000，当然所占空间依旧是4个字节。

文件的打开和关闭

流和标准流

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，我们抽象出了流的概念，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。

标准流

C语⾔程序在启动的时候，默认打开了3个流：

stdin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。

stdout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。

stderr标准错误流，⼤多数环境中输出到显⽰器界⾯。

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

文件指针

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，⼀般都是通过⼀个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量.

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。

文件的打开和关闭

注意：文件在读写之前需要打开文件，结束之后要关闭文件

ANSI C 规定使⽤ fopen 函数来打开⽂件， fclose 来关闭⽂件。

//打开⽂件，打开文件失败，返回NULL
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode(打开方式，看下表 ));

//关闭⽂件
int fclose ( FILE * stream );

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	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	建⽴⼀个新的⽂件
`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

只读文件示例：

#include<stdio.h>

int main()
{
	//选择文件打开方式，并且打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt","r");
	//判断文件指针是否为NULL,如果为空，打印错误信息
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件已经打开，使用文件，此时是只读文件

	//关闭文件，并将pf指针置空
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

按照指定的路径读写文件

绝对路径

#include<stdio.h>

int main()
{
	//选择文件打开方式，并且打开文件
	FILE* pf = fopen("D:\\vs\\2024c\\test_12_2\\test_12_2/data.txt", "w");
	//判断文件指针是否为NULL,如果为空，打印错误信息
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件已经打开，使用文件，此时是只写文件

	//关闭文件，并将pf指针置空
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

相对路径

路径

.当前路径

..上一级路径
    
\和/都可以\为了避免成为转义字符可以写成这样\\

#include<stdio.h>

int main()
{
	//选择文件打开方式，并且打开文件
	FILE* pf = fopen(".\\../data.txt", "w");
	//判断文件指针是否为NULL,如果为空，打印错误信息
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件已经打开，使用文件，此时是只写文件

	//关闭文件，并将pf指针置空
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

创建文件位置如下：
在这里插入图片描述

文件的顺序读写

函数名	功能	适⽤于
`fgetc`	字符输⼊函数（读字符）	所有输⼊流
`fputc`	字符输出函数（写字符）	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`	格式化输⼊函数	所有输⼊流
`fprintf`	格式化输出函数	所有输出流
`fread`	⼆进制输⼊	⽂件输⼊流
`fwrite`	⼆进制输出	⽂件输出流

`fputc`

#include<stdio.h>

int main()
{
	//选择文件打开方式，并且打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	//判断文件指针是否为NULL,如果为空，打印错误信息
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件已经打开，使用文件，此时是只写文件

	int i = 0;
	for (int i = 'a'; i < 'z'; i++)
	{
		fputc(i, pf);
	}

	//关闭文件，并将pf指针置空
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

`fgetc`

#include<stdio.h>

int main()
{
	//选择文件打开方式，并且打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	//判断文件指针是否为NULL,如果为空，打印错误信息
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件已经打开，使用文件，此时是只读文件

	int i = 0;
	for (int i = 'a'; i < 'z'; i++)
	{
        //输出字符
        //printf可以做格式控制
		//putchar不可以做格式控制
        
		printf("%c ",fgetc(pf));
        //putchar(fgetc(pf));
	}

	//关闭文件，并将pf指针置空
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

从标准输入中读取字符，在标准输出中输出字符

#include<stdio.h>
int main()
{
	int ch = fgetc(stdin);
	//putchar(ch);
	fputc(ch, stdout);
    
	return 0;
}

`fputs`

#include<stdio.h>

int main()
{
	//选择文件打开方式，并且打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	//判断文件指针是否为NULL,如果为空，打印错误信息
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件已经打开，使用文件，此时是只写文件
	//如果文件打开，将原有内容清空，写入下面的一行字符
	//如果文件不存在，新建文件写入

	fputs("abcdef", pf);

	//关闭文件，并将pf指针置空
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

`fgets`

#include<stdio.h>

int main()
{
	//选择文件打开方式，并且打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	//判断文件指针是否为NULL,如果为空，打印错误信息
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件已经打开，使用文件，此时是只读文件
	//创建数组arr，将读取的内容放到数组arr中
	//读取的字符个数是5
	char arr[20];
	fgets(arr, 5, pf);

	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		putchar(arr[i]);
	}

	//关闭文件，并将pf指针置空
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

从标准输入中读取字符，在标准输出中输出字符

#include<stdio.h>
int main()
{
	char arr[20];
	int ch = fgets(arr,20,stdin);

	fputs(arr,stdout);

	return 0;
}

在这里插入图片描述

`scanf和fscanf和sscanf`

`printf和fprintf和sprintf`

scanf：针对stdin（标准输入流）的格式化的输入函数

printf：针对stdout（标准输出流）的格式化的输出函数

fscanf：针对所有输入流的格式化的输入函数

fprintf：针对所有输出流的格式化的输出函数

sscanf：是从字符串中按照格式提取格式化的数据

sprintf:将带有格式化的数据，按照格式转换成字符串

#include<stdio.h>

int main()
{
	char name[20] = "zhangsan";
	int age = 20;
	double math = 92.5;

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

	if (pf == NULL)
		{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fprintf(pf,"%s %d %lf\n", name, age, math);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

#include<stdio.h>

int main()
{
	char name[20];
	int age;
	double math;

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

	if (pf == NULL)
		{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fscanf(pf,"%s %d %lf\n", name, &age, &math);

	printf("%s %d %.2lf\n", name, age, math);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

将文本信息修改
在这里插入图片描述

则会得到以下结果
在这里插入图片描述

当然对于结构体同样适用，这里不在进行演示，感兴趣的可以试试

int sprintf(char* str,const char* fomat,...);
//写格式化的数据到字符串中->将格式化的数据转换成字符串

#include<stdio.h>

int main()
{
	char name[20] = "lisi";
	int age = 66;
	double math = 99.5;

	char buf[128];
	//把格式化的函数，转换成字符串，存储在buf中
	sprintf(buf, "%s %d %.2lf", name, age, math);;
	
	//按照字符串格式打印buf
	printf("%s\n",buf);

	char name2[20] = "";
	int age2 = 0;
	double math2 = 0;
	//从buf按照格式化提取数据放到变量中
	sscanf(buf, "%s %d %.2lf", name, &age, &math);
	//输出
	printf("%s %d %.2lf", name, age, math);

	return 0;
}

文件的随机读写

`fseek`

功能是根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针（文件内容）

int fseek ( FILE * stream（文件指针）, long int offset（偏移量）, int origin（起始位置） );

Constant	Reference position
SEEK_SET	Beginning of file（文件开始位置）
SEEK_CUR	Current position of the file pointer（文件指针的当前位置）
SEEK_END	End of file *（文件的末尾，在使用时不要忘记加上负号）

使用示例：

#include<stdio.h>

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");

	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

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

	//fseek(pf, 3, SEEK_SET);
	//fseek(pf, 5, SEEK_CUR);
	fseek(pf, -2, SEEK_END);

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

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

`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* pf = fopen("data.txt", "r");

	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fseek(pf, 0, SEEK_END); 
	int size = ftell(pf);
	printf ("size of myfile data.txt: %ld bytes.\n",size);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

rewind

让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );

在文本文件中放入“abcdef”后进行以下操作：

#include<stdio.h>

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");

	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fseek(pf, 3, SEEK_CUR);

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

	rewind(pf);//⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置 

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

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

文件读取结束的判定

注意！！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。

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

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

文件缓冲区

ANSI C 标准采⽤“缓冲⽂件系统” 处理数据⽂件的，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”。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。如果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）。缓冲区的⼤⼩根据C编译系统决定的。

示例（在进行测试时，有可能会失败，可以多试几次）：

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
//VS2022,win11环境
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");

	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	fputc("abcdef",pf);
	printf("睡眠10秒，将abcdef放入文本中，打开data.txt文件，发现没有内容\n");
	Sleep(10000);//单位是毫秒
	
	printf("刷新缓冲区\n");
	fflush(pf);//高版本vs不适配

	printf("再次睡眠10秒,然后打开文件有我们写好的内容了\n");
	Sleep(10000);

	fclose(pf);
    //关闭文件时，也会刷新缓冲区
	pf = NULL;

	return 0;
}

完。

C语言（十四）---- 文件操作

文件操作

关于文件

文件名

文件的类型

程序文件

数据文件

二进制文件

文本文件

文件的打开和关闭

流和标准流

流

标准流

文件指针

文件的打开和关闭

按照指定的路径读写文件

绝对路径

相对路径

文件的顺序读写

`fputc`

`fgetc`

`fputs`

`fgets`

`scanf和fscanf和sscanf`

`printf和fprintf和sprintf`

文件的随机读写

`fseek`

`ftell`

rewind

文件读取结束的判定

文件缓冲区

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