c语言 文件操作

发布于:2023-01-20 ⋅ 阅读:(3) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)
1. 为什么使用文件
当我们在编写程序时,在程序运行结束后,数据就不在存在,当下次重新运行程序时,数据又要重新输入, 这就涉及到了数据持久化的问题,我们一般数据持久化的方法有,把数据存放在磁盘文件、存放到数据 库等方式。
使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上,做到了数据的持久化。
2. 什么是文件
磁盘上的文件是文件。
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)
2.1 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。
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
3. 文件的打开和关闭
3.1 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。该结构体类型是有系统
声明的,取名 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找到与它关联 的文件
3.2 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。
打开方式如下:
// 打开文件
FILE * fopen ( const char * filename , const char * mode );
// 关闭文件
int fclose ( FILE * stream );
打开方式如下:

 实例代码:

#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    //以只写的方式打开文件ar.text
    FILE* fp = fopen("arr.text", "w");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("打开文件失败\n");
        return 0;
    }
    //关闭文件
    fclose(fp);
    return 0;
}

 *如果系统没有arr.text文件,会自动生成arr.text文件 (在以只写的方式打开文件时)

 4.文件的顺序读写

(1)printf和fprintf函数

printf函数为标准输出函数,向终端输出,即 在运行康中输出;fprintf即向文件输出,例:

#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    //以只写的方式打开文件arr.text
    FILE* fp = fopen("arr.text", "w");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("打开文件失败\n");
        return 0;
    }
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        //向文件输出
        fprintf(fp, "%d ", arr[i]);
    }
    //关闭文件
    fclose(fp);
    return 0;
}

 (2)scanf和fscanf函数

scanf函数为标准输入函数,即从键盘上输入到控制台;而fscanf函数为从文件中读取数据,例:

#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    //以只读的方式打开文件arr.text
    FILE* fp = fopen("arr.text", "r");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("打开文件失败\n");
        return 0;
    }
    int arr1[9];
    for (int i = 0; i < 9; ++i)
    {
        //将文件中的数据读取到arr1数组中
        fscanf(fp, "%d", &arr1[i]);
    }
    for (int i = 0; i < 9; ++i)
    {
        printf("%d ", arr1[i]);
    }
    //关闭文件
    fclose(fp);
    return 0;
}

 (3)fgetc()和fputc()

fgetc()函数时从文件中获取一个字符,fputc()函数是从文件中输出一各字符,例:

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int main()
{
    //以只读的方式打开文件arr.text
    FILE* fp1 = fopen("1.text", "r");
    assert(fp1 != NULL);
    FILE* fp2 = fopen("2.text", "w");
    assert(fp2 != NULL);

    char ch = fgetc(fp1);   //从fp1指向的文件中读取一个字符
    while (ch != EOF)   //end of file  文件结尾
    {
        fputc(ch, fp2);  //将字符ch输出到fp2指向的文件中
        ch = fgetc(fp1);
    }
    //关闭文件
    fclose(fp1);
    fclose(fp2);
    return 0;
}

(4)fgets()和fputs()

fgets()函数是从文件中读取一个字符串,fputs()函数是从文件中输出一个字符串,例:

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int main()
{
    //以只读的方式打开文件arr.text
    FILE* fp1 = fopen("1.txt", "r");
    assert(fp1 != NULL);
    FILE* fp2 = fopen("3.txt", "w");
    assert(fp2 != NULL);

    char buffer[100] = { 0 };
    char*res=fgets(buffer,100,fp1);//从fp1所指向的文件中读取100个字节的数据存入buffer中
    //当res等于NULL时,数据全部被读取完
    while (res != NULL)
    {
        fputs(buffer, fp2);         //将buffer中的数据写入fp2指向的文件中
        res = fgets(buffer, 20, fp1);     //继续读取数据
    }
    //关闭文件
    fclose(fp1);
    fclose(fp2);
    return 0;
}

(5)ftell()函数

返回文件指针相对于起始位置的偏移量(即获取文件指针的位置)
int fseek ( FILE * stream , long int offset , int origin );
例:
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int main()
{
    FILE* fp = fopen("1.txt", "r");
    assert(fp != NULL);

    long pos = ftell(fp);
    printf("%ld\n", pos);
    fgetc(fp);
    pos = ftell(fp);
    printf("%ld\n", pos);

    return 0;
}
 
(6)rewind()函数
让文件指针的位置回到文件的起始位置
void rewind ( FILE * stream );
例子:
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int main()
{
    FILE* fp = fopen("1.txt", "r");
    assert(fp != NULL);

    long pos = ftell(fp);
    printf("%ld\n", pos);
    fgetc(fp);
    pos = ftell(fp);
    printf("%ld\n", pos);

    rewind(fp);
    pos = ftell(fp);
    printf("%ld\n", pos);

    return 0;
}

 

(7)fseek()函数
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
此函数原型为: int fseek ( FILE * stream , long int  offset , int  origin );
此函数中有三个相对位置:1. SEEK_CUR  //当前位置  
                                            2.SEEK_END //结尾位置
                                            3.SEEK_SET  //起始位置
例子:
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
//int fseek( FILE *stream, long offset, int origin );
int main()
{
    //以只读的方式打开文件1.txt,文件中共有17个字符
    FILE* fp = fopen("1.txt", "r");
    assert(fp != NULL);

    //文件指针指向文件起始位置
    long pos = ftell(fp);
    printf("%ld\n", pos);
    
    //相对于起始位置偏移2个字符
    fseek(fp, 2, SEEK_CUR);
    pos = ftell(fp);
    //打印文件指针位置为2
    printf("%ld\n", pos);

    //文件指针指向第2个字符,相对于当前位置偏移4个字符
    fseek(fp, 4, SEEK_CUR);
    pos = ftell(fp);
    //打印文件指针位置为6
    printf("%ld\n", pos);

    //文件指针指向第6个字符,相对于结尾位置偏移5个字符
    fseek(fp, 5, SEEK_END);
    pos = ftell(fp);
    //打印文件指针位置为22
    printf("%ld\n", pos);

    return 0;
}

(8)feof()函数

int feof( FILE *stream );

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。
而是 应用于当文件读取结束的时候,判断是读取失败结束,还是遇到文件尾结束

 错误示范:

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int main()
{
    FILE* fp1 = fopen("1.txt", "r");
    assert(fp1 != NULL);
    FILE* fp2 = fopen("2.txt", "w");
    assert(fp2 != NULL);
    
    //错误判断文件读取是否到达末尾
    char ch;
    while (!feof(fp1))
    {
        ch = fgetc(fp1);
        fputc(ch,fp2);
    }

    fclose(fp1);
    fclose(fp2);

    return 0;
}

以上程序虽然可以正确将文件1的值赋值给文件2,但这种判断文件读取是否到达文件结尾位置的方法是错误的。对于feof()函数来说,它返回值为int型,当返回值不为0时,说明文件读取为达到末尾,但当其返回值为0时,也并不能说明文件读取到达文件结尾位置,所以不能用此方法来进行判断,那该如何正确进行判断呢,下面的程序可以正确进行判断。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int main()
{
    FILE* fp1 = fopen("1.txt", "r");
    assert(fp1 != NULL);
    FILE* fp2 = fopen("2.txt", "w");
    assert(fp2 != NULL);
    
    int ch;   //定义int而不是char,要求处理EOF
    while ((ch=fgetc(fp1))!=EOF)
    {
        putchar(ch);
    }

    //判断是什么原因结束的
    if (ferror(fp1))
        puts("I/O error when reading");
    else if(feof(fp1))
        puts("End of file reached successfully");

    fclose(fp1);
    fclose(fp2);

    return 0;
}

5.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。