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前言
在这篇文章中,我们来详细了解一下C语言的文件操作。
一. 文件的概念的意义
1.1 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。
1.2 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(从文件功能的角度来分类
的)。
1.2.1 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)。
1.2.2 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。
本章讨论的是数据文件。
在以前各章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。
1.2.3 文件名
一个文件要有一个唯一的文件标识,以便用户识别和引用。
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
为了方便起见,文件标识常被称为文件名。
c:\code\ ⟶ \longrightarrow ⟶ 文件路径
test ⟶ \longrightarrow ⟶ 文件名主干
.txt ⟶ \longrightarrow ⟶ 文件后缀
二. 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。
ASCII形式存储:因为1的ASCALL值为49,0的ASCALL值为48,所以0和1在存储的时候就按照二进制的形式进行存储,并且存储5个字节的空间大小。
二进制形式存储:直接存储数据在内存中的二进制即可。
测试代码:
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10000;
FILE * pf = fopen("test.txt", "wb");
fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
三. 文件的打开和关闭
3.1 流和标准流
3.1.1 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,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。
3.1.2 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:
- 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。
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。
3.2 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:
3.3 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。
ANSI C 规定使用 fopen 函数来打开文件, fclose 来关闭文件。
3.3.1 fopen函数
//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
功能:fopen 函数是用来打开参数 filename 指定的文件,同时将打开的文件和一个流进行关联, 后续对流的操作是通过 fopen 函数返回的指针来维护。具体对流的操作是通过参数 mode 来指定的。
参数:
- filename :表示被打开的文件的名字,这个名字可以绝对路径,也可以是相对路径。
- mode :表示对打开的文件的操作方式,具体见下面的表格。
返回值:
若文件成功打开,该函数将返回一个 FILE* 类型的指针;若打开失败,则返回 NULL (空指针)。
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,建立一个新的文件 | 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 | 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 |
3.3.2 fclose函数
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );
功能:关闭参数 stream 关联的文件,并取消其关联关系。与该流关联的所有内部缓冲区均会解除关联并刷新:任何未写入的输出缓冲区内容将被写入,任何未读取的输入缓冲区内容将被丢弃。
参数:
- stream:指向要关闭的流的FILE 对象的指针
返回值:成功关闭 stream 指向的流会返回0,否则会返回 EOF 。
代码演示:
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* pFile;
//打开文件
pFile = fopen("myfile.txt", "w");
//文件操作
if (pFile != NULL)
{
fputs("fopen example", pFile);
//关闭文件
fclose(pFile);
}
return 0;
}
四. 文件的顺序读写
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 |
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)。
4.1 fputc函数
int fputc ( int character, FILE * stream );
功能:将参数 character 指定的字符写入到 stream 指向的输出流中,通常用于向文件或标准输出流写入字符。该字符写入流的内部位置(指示器指示的位置),随后该指示器自动前进一个位置。
参数:
- character :被写入的字符
- stream :是一个FILE*类型的指针,指向了输出流(通常是文件流或stdout)。
返回值:
- 成功时返回写入的字符(以int 形式)
- 失败时返回EOF (通常是-1),错误指示器会被设置,可通过ferror() 检查具体错误。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
for (int i = 'a'; i <= 'z'; i++)
{
fputc(i, pf);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.2 fgetc函数
int fgetc ( FILE * stream );
功能:从参数 stream 指向的流中读取一个字符。函数返回的是文件指示器当前指向的字符,读取这个字符之后,文件指示器自动前进到下一个字符。
参数:
stream:FILE*类型的文件指针,可以是 stdin ,也可以是其他输入流的指针。如果是 stdin 就从标准输入流读取数据。如果是文件流指针,就从文件读取数据。
返回值:
- 成功时返回读取的字符(以int 形式)。
- 若调用时流已处于文件末尾,函数返回EOF并设置流的文件结束指示器( feof )。若发生读取错误,函数返回EOF 并设置流的错误指示器( ferror )。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
int ch = 0;
while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
{
printf("%c ", ch);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int ch = fgetc(stdin); //从键盘(标准输入流)上读取
fputc(ch, stdout); //将字符输出(写)到屏幕(标准输出流)
return 0;
}
4.3 fputs函数
int fputs ( const char * str, FILE * stream );
功能:将参数 str 指向的字符串写入到参数 stream 指定的流中(不包含结尾的空字符\0 ),适用于文件流或标准输出(stdout)。
参数:
- str:指向要写入的字符串
- stream :是一个 FILE* 类型的指针,指向了要写入字符串的流。
返回值:
- 成功时返回非负整数。
- 失败时返回EOF (-1),同时会设置流的错误指示器,可以使用ferror() 检查错误原因。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
int count = fputs("I am a student\n", pf);
printf("%d\n", count);
count = fputs("are you ok?\n", pf);
printf("%d\n", count);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.4 fgets函数
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );
功能:从 stream 指定输入流中读取字符串,至读取到换行符、文件末尾(EOF)或达到指定字符数 (包含结尾的空字符\0 ),然后将读取到的字符串存储到str指向的空间中。
参数:
- str :是指向字符数组的指针(首元素地址),str指向的空间用于存储读取到的字符串。
- num :最大读取字符数(包含结尾的\0 ,实际最多读取num-1 个字符)。
- stream :输入流的文件指针(如文件流或stdin )。
返回值:
- 成功时返回 str 指针。
- 若在尝试读取字符时遇到文件末尾,则设置文件结束指示器,并返回NULL ,需通过feof() 检测。
- 若发生读取错误,则设置流错误指示器,并返回NULL,通过 ferror() 检测。
注意:拷贝的最后一个字符为‘\0’,所以真正从流拷贝过去的字符个数只有num-1
测试1:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char arr[20] = { 0 };
fgets(arr, 5, stdin);
fputs(arr, stdout);
return 0;
}
测试2:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
char arr[20] = "xxxxxxxxxxx";
char* s = fgets(arr, 10, pf);
printf("%s", arr);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
注意:只拷贝一行字符串,遇到换行符(\n)就停止拷贝了,最后再补上\0
测试3:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
char arr[20] = "xxxxxxxxxxx";
char* s = fgets(arr, 8, pf);
printf("%s", arr);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
注意:如果拷贝的字节数=一行字符的总个数+1,那么换行符(\n)就不拷贝了,拷贝的是\0
4.5 fprintf函数
int fprintf ( FILE * stream, const char * format, … );
//对比printf函数:int printf ( const char * format, … );
fprintf函数比printf函数多了一个参数
功能:fprintf 是将格式化数据写入指定输出流的函数。它与 printf 类似,但可以输出到任意流(如磁盘文件、标准输出、标准错误等),而不仅限于控制台。
参数:
- stream :指向FILE 对象的指针,表示要写入的输出流(如stdout 、文件指针等)。
- format :格式化字符串,包含要写入的文本和格式说明符(如%d 、 %s 等)。
- … :可变参数列表,提供与格式字符串中说明符对应的数据。
返回值:
- 成功时,返回写入的字符总数(非负值)。
- 失败时,先设置对应流的错误指示器,再返回负值,可以通过 ferror() 来检测。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float score;
};
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
struct S s = { "lisi",18,88.0f };
fprintf(pf, "%s %d %f", s.name,s.age,s.score);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.6 fscanf函数
int fscanf ( FILE * stream, const char * format, … );
//相比于scanf函数:int scanf ( const char * format, … );
fscanf函数比scanf函数多了一个参数
功能:fscanf 是从指定输入流中读取格式化数据的函数。它类似于scanf ,但可以指定输入流 (如文件、标准输入流等),而非仅限于控制台输入。适用于从文件解析结构化数据(如整数、浮点 数、字符串等)。
参数:
- stream :指向FILE 对象的指针,表示要读取的文件流(如stdin 、文件指针等)。
- format :格式化字符串,定义如何解析输入数据(如%d 、 %f 、 %s 等)。
- … :可变参数列表,提供存储数据的变量地址(需与格式字符串中的说明符匹配)。
返回值:
- 成功时,函数返回成功填充到参数列表中的项数。该值可能与预期项数一致,也可能因以下原因少于预期(甚至为零):
格式和数据匹配失败;
读取发生错误;
到达文件末尾(EOF)。
- 如果在成功读取任何数据之前发生:
发生读取错误,会在对应流上设置错误指示器(ferror),则返回EOF 。
到达文件末尾,会在对应流上设置文件结束指示器(feof),则返回EOF 。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float score;
};
int main()
{
struct S s = { 0 };
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
int count = fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));
printf("%d\n", count);
fprintf(stdout, "%s %d %.1f", s.name, s.age, s.score);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.7 fwrite函数
size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
功能:将数据块写入 stream 指向的文件输入流中,是以二进制的形式写入。
参数:
- ptr:指向要写入的元素数组的指针。
- size:要写入的每个元素的大小(以字节为单位)。
- count:要写入的元素数量。
- stream:指向指定输出流(文件输出流)的 FILE 对象的指针。
返回值:返回实际写入的元素数量。如果发生错误,则返回值可能小于count 。
注意事项:
- 需要包含<stdio.h>头文件。
- 在使用fwrite() 之前,需要确保文件已经以二进制可写方式(“wb”)打开。
- fwrite() 通常用于二进制数据的写入,如果写入文本数据,请谨慎处理换行符和编码等问题。
测试1:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int s[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
//以二进制的形式写到文件中
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
size_t count = fwrite(s, sizeof(s[0]), 5, pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
测试2:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float score;
};
int main()
{
struct S s = { "cuihua",25,88.8f };
//以二进制的形式写到文件中
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//写文件
size_t count = fwrite(&s, sizeof(s), 1, pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.8 fread函数
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
功能:函数用于从 stream 指向的文件流中读取count个元素的数组,并将其存储到 ptr 指向的内存块中。
参数:
- ptr :指向内存块的指针,用于存储从文件中读取的数据。
- size :要读取的每个元素的大小(以字节为单位)。
- count :要读取的元素的数量。
- stream :指向FILE类型结构体的指针,指定了要从中读取数据的文件输入流。
返回值:返回实际读取的元素数量(size_t无符号整数类型)。
注意事项:
- 需要包含<stdio.h> 头文件
- 在使用fread() 之前,需要确保文件已经以二进制可读方式(“rb”)打开。
- ptr 指向的内存块必须足够大,以便存储指定数量和大小的数据块。
- 如果fread() 成功读取了指定数量的元素,则返回值等于count ;如果读取数量少于count ,则可能已经到达文件结尾或者发生了错误。
- 在二进制文件读取时, fread() 是常用的函数,但对于文本文件读取,通常使用fgets() 或fscanf()。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float score;
};
int main()
{
struct S s = { "cuihua",25,88.8f };
//读取文件的二进制信息写到内存中
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//读文件
fread(&s, sizeof(s), 1, pf);
printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
五. sprintf函数和sscanf函数
scanf/fscanf/sscanf 和 printf/fprintf/sprintf 的对比:
scanf/printf:针对标准输入流/标准输出流的 格式化 输入/输出函数
fscanf/fprintf:针对所有输入流/所有输出流的 格式化 输入/输出函数
sprintf:其实是将格式化的数据写到字符串中,可以理解为:将格式化的数据转换成字符串
sscanf:是从字符串中提取格式化的数据,可以理解为:将字符串转换成格式化的数据
5.1 sprintf函数
int sprintf ( char * str, const char * format, … );
功能:将格式化数据写到字符数组(字符串)中。
参数:
- str:指向字符数组的指针
- format :格式化字符串,定义输出格式(如%d 、 %f 、 %s 等)。
- … :可变参数列表,提供与格式字符串中说明符对应的数据。
返回值:
- 成功时:返回写入字符数组的总字符数(不包括结尾的空字符\0 )。
- 失败时:返回负值。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float score;
};
int main()
{
char arr[100] = { 0 };
struct S s = { "wangwu",23,66.6f };
//将s中的各个数据转换成字符串,存放在arr中
int count = sprintf(arr, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
printf("%s\n", arr);
printf("%d", count);
return 0;
}
5.2 sscanf函数
int sscanf ( const char * s, const char * format, …);
功能:从字符串中提取格式化的数据。
参数:
- str :要解析的源字符串。
- format :格式化字符串,定义如何解析数据(如%d 、 %f 、 %s 等)。
- … :可变参数列表,提供存储数据的变量地址(需与格式字符串中的说明符匹配)
返回值:
- 成功时:返回成功解析并赋值的参数数量(非负值)。
- 失败或未匹配任何数据:若输入结束或解析失败,返回EOF (通常是-1 )。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
float score;
};
int main()
{
char arr[100] = { 0 };
struct S s = { "wangwu",23,66.6f };
//将s中的各个数据转换成字符串,存放在arr中
sprintf(arr, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
//临时变量
struct S tmp = { 0 };
//从字符串arr中提取格式化的数据,存放在tmp中
sscanf(arr, "%s %d %f", tmp.name, &(tmp.age), &(tmp.score));
printf("%s %d %f", tmp.name, tmp.age, tmp.score);
return 0;
}
六. 文件的随机读写
6.1 fseek函数
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
功能: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)。
参数:
- stream:FILE* 类型的指针,指定了要操作的文件流。
- offset:表示偏移量,以字节为单位。
- origin:指定偏移量的起始位置
origin的三种取值:
返回值:
- 成功时返回0
- 失败时返回非0,并设置错误指示器(ferror)
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
int ch = 0;
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);
//定位文件指针
fseek(pf, 4, SEEK_SET);
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);
fseek(pf, -4, SEEK_CUR);
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);
fseek(pf, -1, SEEK_END);
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
6.2 ftell函数
long int ftell ( FILE * stream );
功能:返回文件指针相对于起始位置的偏移量。
参数:
- stream:指向标识流的 FILE 对象的指针。
返回值:
- 成功时,返回文件指针相对于文件开头的字节数。
- 失败时,返回-1,并设置errno来指示错误类型。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
fseek(pf, 4, SEEK_SET);
int ret = ftell(pf);
printf("%d\n", ret);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
6.3 rewind函数
void rewind ( FILE * stream );
功能:让文件指针的位置回到文件的起始位置。
参数:
- stream:指向标识流的 FILE 对象的指针。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
int ch = 0;
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);
rewind(pf); //让文件指针回到文件的起始位置
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
七. 文件读取结束的判定
7.1 feof函数和ferror函数
int feof ( FILE * stream );
//当读取结束时,检测文件指针是否遇到文件末尾
//如果遇到文件末尾则返回非0值,否则返回0
int ferror ( FILE * stream );
//当读取结束时,检测文件流是否发生读/写错误
//如果发生读/写错误则返回非0值,否则返回0
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.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 = fread(b, sizeof * b, SIZE + 1, fp);
if (ret == SIZE) {
for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
printf("%lf ", b[i]);
}
printf("\n");
}
if (feof(fp)) {
printf("读取到文件末尾\n");
}
else if (ferror(fp)) {
printf("读取文件错误\n");
}
return 0;
}
7.2 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。
- 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。
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", "w");
if (!fp) {
perror("File opening failed");
return EXIT_FAILURE;
}
//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
while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环
{
putchar(c);
}
//判断是什么原因结束的
if (ferror(fp))
puts("I/O error when reading");
else if (feof(fp))
puts("End of file reached successfully");
fclose(fp);
}
注意:因为是以写的形式(“w”)打开文件,所以当读取结束时,发生了读文件错误。
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"); // 必须用二进制模式
fwrite(a, sizeof * a, SIZE, fp); // 写 double 的数组
fclose(fp);
double b[SIZE];
fp = fopen("test.bin", "rb");
size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, SIZE, fp); // 读 double 的数组
if (ret_code == SIZE) {
puts("Array read successfully, contents: ");
for (int n = 0; n < SIZE; ++n)
printf("%f ", b[n]);
putchar('\n');
}
else { // error handling
if (feof(fp))
printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
else if (ferror(fp)) {
perror("Error reading test.bin");
}
}
fclose(fp);
fp = NULL;
return 0;
}
八. 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”。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。
7.1 fflush函数
int fflush ( FILE * stream );
功能:刷新参数 stream 指定流的缓冲区,确保数据写入底层设备。
- 对输出流:将缓冲区中未写入的数据立即写入文件。
- 对输入流:行为由具体实现决定,非C语言标准行为(可能清空输入缓冲区)
- 参数为 NULL 时:刷新所有打开的输出流
参数:
- stream:指向指定缓冲流的 FILE 对象的指针。
返回值:
- 成功时返回 0
- 如果发生错误,则返回 EOF 并设置错误指示器(ferror)
测试:
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2022 WIN11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;
}
图1:
图2:
注意:fclose在关闭文件的时候,也会刷新缓冲区。
结论: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。
7.2 更新文件
当我们既要读文件还要写文件时,需要先更新文件(刷新缓冲区)再进行下一步操作。
- 在写完文件后,要继续读文件的时候,在读取之前一定要先使用 fflush() 刷新文件缓冲区,再使用fseek() 或 rewind() 重新定位文件指示器的位置。
- 在读完文件后,需要继续写文件之前,在写文件之前,要使用fseek() 或 rewind() 重新定位文件指示器的位置。
测试:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "w+");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
for (int i = 'a'; i <= 'z'; i++) {
fputc(i, pf);
}
fflush(pf); //刷新缓冲区
//此时文件指针指向文件末尾,要继续读文件,必须让文件指针指向文件的起始位置
rewind(pf);
int ch = 0;
while ((ch = fgetc(pf)) != EOF) {
printf("%c ", ch);
}
printf("\n");
//读完文件想继续写文件,先将文件指针定位到指定位置
fseek(pf, 2, SEEK_SET);
fputs("hello", pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
最后
文件操作的内容到这里就结束了,对以上内容有异议或者需要补充的,欢迎大家来讨论!