C进阶：文件操作

分手后的思念是犯贱 2023-10-13 21:53 56阅读 0赞

## C语言文件操作 ##

### 什么是文件 ###

> **磁盘上的数据是文件。**
> 
> **但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件（例如.c,.h这一类编译，链接过程中的文件），数据文件。**

#### 程序文件 ####

**包括源程序文件（后缀为.c），目标文件（windows环境的后缀为.obj，linux环境的后缀为.o）,可执行程序（windows的后缀为.exe，习惯上linux环境下没有后缀）。**

#### 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**。

### 文件名 ###

一个文件要有一个文件标识，以便用户识别和引用。

文件名包含三个部分：**文件路径+文件名主干+文件后缀。**

例如：c:\\code\\test.txt。

为了方便，文件标识通常被称为**文件名**。

### 文件类型 ###

> 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**。
> 
> 1.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。
> 
> 2.如果**要求在外存中以Ascii码的形式存储**，则需要在存储之前进行转换。以ASCII字符形式存储的形式就是文本文件。
> 
> 3.**字符一律以ASCII形式存储，数值型既可以用ASCII形式存储，也可以用二进制形式存储**。

如果有整数10000，如果以ASCII码的形式存储到磁盘，则在磁盘中占用五个字节，如果以二进制存入，则在磁盘中占用四个字节。下面来看一下为什么是这样存的。

![32ad13fe37ce4bcba3285c4d13fff559.png][]

再来看一下以二进制形式存入的代码：

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
    	int a = 10000;
    	//创建一个文件指针，以只写的形式打开或创建test.txt，后面会讲
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
    	//二进制的形式写入文件中
    	fwrite(&a, 4, 1, pf);
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    }

在vs中以二进制编辑器打开test.txt的结果如下：

![c0209643ca3e4b85bfdb33ad4633bc7d.png][]

前面的00000000是没有意义的地址，而后面的数据确实是10000的16进制位。

### 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。

> **打算读写一个文件时：**
> 
> **1.打开文件 2.被打开的文件就维护了一个文件信息区**

每当打开一个文件的时候，系统就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，使用者不用关心细节。

**一般都是通过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。**

我们来创建一个FILE\*指针变量：

> FILE\* pf;
> 
> 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可以访问该文件。也就是说，**通过文件指针变量就可以找到与它相关联的文件。**

**比如：**

![fc684fc6fb864dd0b6bf9eb98373c3ee.png][]

### 文件的打开与关闭 ###

> 文件操作的基本步骤：**打开文件->读写文件->关闭文件**
> 
> 在编写程序时，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与文件的关系。
> 
> **ANSIC规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件。**（头文件为：stdio.h）

#### 使用方式 ####

FILE* fopen(const char* filename,//文件名称
    const char* mode//文件的使用方式
    )
    
    int fclose(FILE* stream);//文件指针

以下为文件的所有打开方式（注意当指定文件不存在时的情况）：

![v2-c4773117934a3d2d75abd7b6bbcd1a12\_r.jpg (1118×613)][v2-c4773117934a3d2d75abd7b6bbcd1a12_r.jpg _1118_613]

举个小栗子：

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
    	FILE* pf;
    	//test.txt为相对路径，表明这个文件就在程序内。
    	pf = fopen("test.txt", "w");
    	//如果文件指针pf不为真再进行操作
    	if (pf != NULL)
    	{
    		//文本行输出函数fputs，一会会讲。
    		fputs("fopen example", pf);
    		//关闭文件
    		fclose(pf);
    		//将文件指针置为空
    		pf = NULL;
    	}
    	return 0;
    }

### 文件的顺序读写 ###

> C语言程序只要运行起来，默认打开三个流（stream）
> 
> 注：流的定义：**文件中的流（stream）是指数据在输入和输出设备（例如硬盘、键盘、显示器等）与程序之间的传输通道。流可以被看作是一个字节序列的抽象，它将输入和输出抽象为一个连续的数据流，使得程序可以通过流来访问和处理文件的内容。**
> 
> **1.标准输入流 stdin FILE\*:用于键盘接收输入数据。**
> 
> **2.标准输出流 stdout FILE\*：用于向屏幕输出数据。**
> 
> **3.标准错误流 stderr FILE\*：用于向屏幕输出错误信息。**

####  ####

![849bce5aa4f7477bb164a09594c196b0.png][]

#### 重要函数的对比与使用 ####

##### ![8b485057c2fb40458b8e7321cf8b4107.png][] #####

##### fgetc与fputc #####

> 1.函数原型：`int fgetc(FILE* stream);`
> 
> 功能：**用于读取文件**，`fgetc` 用于从指定的文件流（`stream`）中读取一个字符，并返回读取的字符的整数表示（ASCII码值）。如果到达文件末尾或出现读取错误，它会返回 `EOF`（End of File）。
> 
> 2.函数原型：`int fputc(int ch, FILE* stream);`
> 
> 功能：**用于写入文件**，`fputc` 函数将指定的字符 `ch` 写入到指定的文件流 `stream` 中。如果成功写入，返回写入的字符；如果发生错误，返回 `EOF`（通常是 -1）。

##### fscanf与fprintf #####

> `fscanf` 函数：
> 
>  *  函数原型：`int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);`
>  *  功能：`fscanf` 从指定的文件流中读取数据，并根据指定的格式字符串进行解析。它类似于 `scanf`，但是它**从文件中读取数据而不是从标准输入读取**。`fscanf` 返回成功读取和解析的项目数，如果发生读取错误或到达文件末尾，它会返回 `EOF`。
> 
> `2.``fprintf` 函数：
> 
>  *  函数原型：`int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);`
>  *  功能：`fprintf` 向指定的文件流中写入数据，根据指定的格式字符串格式化数据并写入文件。它类似于 `printf`，但是**将输出数据写入文件而不是标准输出**。`fprintf` 返回成功写入的字符数，如果发生写入错误，它会返回负值。

##### sscanf和sprintf #####

> `1.sscanf` 函数：
> 
>  *  函数原型：`int sscanf(const char *str, const char *format, ...);`
>  *  功能：`sscanf` 从指定的字符串 `str` 中读取数据，并根据指定的格式字符串进行解析。它类似于 `scanf`，但是从字符串中读取数据而不是从标准输入读取。`sscanf` 返回成功读取和解析的项目数。
> 
> `2.sprintf` 函数：
> 
>  *  函数原型：`int sprintf(char *str, const char *format, ...);`
>  *  功能：`sprintf` 根据指定的格式字符串 `format` 将数据格式化输出到字符串 `str` 中。它类似于 `printf`，但是将输出数据写入到字符串而不是标准输出。`sprintf` 返回成功写入的字符数。

举个栗子：

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
    	char str[] = "20 20";
    	int num1, num2;
    	sscanf(str, "%d %d", &num1, &num2);
    	printf("the two numbers are %d and %d", num1, num2);
    	return 0;
    }

结果：

![1a05476bf7b94e88961dcc12a9eb2a70.png][]

### 文件的随机读写 ###

> **fseek函数：根据文件的起始位置和偏移量来定义文件指针.**

int fseek(FILE* stream,//文件指针
              long int offset,//偏移量，是整数就正向偏移，是负数就负向偏移
              int origin//起始位置
    //包括：SEEK_SET(文件起始位置)，SEEK_CUR(文件指针当前位置)，SEEK_END(文件结束位置)
    )

举个例子：

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
    	FILE* pf;
    	pf = fopen("test.txt", "wb");
    	fputs("this is an apple", pf);
    	fseek(pf, 9, SEEK_SET);
    	fputs("sam", pf);
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

![2cc9c48cc72a4acb83b8a6ef7625e2af.png][]

可见：在字符串偏移量为9的位置之后将字符串"sam"插入了进去。

> **pftell函数:计算文件指针相当于起始位置的偏移量。**
> 
> **long int ftell(FILE\* stream)**

**举个例子：**

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

这里还是读的原来的字符串this is asampple ,所以算出的结果为16.

> **rewind函数：让文件指针回到文件的起始位置**
> 
> **void\* rewind(FILE\* stream).**

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
    	int n;
    	FILE* pf;
    	//创建一个字符串
    	char buffer[27];
    
    	//为了读和写建立了一个新的文件myfile.txt
    	pf = fopen("myfile.txt", "w+");
    	//利用文件指针向文件依次写入A到Z26个字符
    	for (n = 'A'; n <= 'Z'; n++)
    	{
    		fputc(n, pf);
    	}
    	//让文件返回到起始位置
    	rewind(pf);
    	//又再次在文件开始位置读取26个字符并放入buffer中
    	fread(buffer, 1, 26, pf);
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	//第27个元素设为'\0'，以便截断字符串
    	buffer[26] = '\0';
    	puts(buffer);
    	return 0;
    }

### 文件结束的判定 ###

**被错误使用的feof**

牢记：**在文件读取的过程中，不能用feof函数的返回值直接用来判断文件是否结束。**

而是应用于**当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇见文件尾结束**。

那么应该怎样判断文件是否结束呢？

> 1.文本文件是否结束，**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。
> 
> 2.二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要读的数。

正确的使用方法如下：

**文本文件**

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int main()
    {
    	int c;//注意int ,不是char，要求处理EOF。
    	FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
    	if (fp == NULL)
    	{
    		perror("File opening filed!");
    		return;
    	}
    	//fgetc当读取失败的时候或者遇见文件尾的时候，都会返回EOF
    	while ((c = fgetc(fp)) != EOF)
    	{
    		putchar(c);
    	}
    	//判断是什么原因结束的
    	if (ferror(fp))
    	{
    		puts("\nI\O error when reading");
    	}
    	else if (feof(fp))
    	{
    		puts("\nEnd of file reached successfully");
    	}
    	fclose(fp);
    	fp = NULL;
    	return 0;
    }

好了，文件指针就讲到这里，欢迎各位大佬指点！

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