C语言--文件

1.什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。1.1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 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。1.3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。2.什么是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。3.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。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。例如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。//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法含义如果文件不存在“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代码示例#includestdio.h int main() { FILE* pfile; //打开文件 pfilefopen(myfile.txt,w); //文件操作 if(pfile!NULL) { fputs(fopen example,pfile); //关闭文件并将指针值空 fclose(pfile); } pfileNULL; return 0; }4. ⽂件的顺序读写4.1 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下面一以列举以上函数的使用示例fputc将字符输出到文件语法int fputc ( int character, FILE * stream );返回值成功后将返回写入的字符。如果发生写入错误则返回 EOF 并设置错误指示器ferror。FILE* ptr fopen(text.txt, w); if (ptr NULL) { perror(ptr); return 1; } //将26个字母写到文件 char ch; for (ch a; ch z; ch) { fputc(ch, ptr); } fclose(ptr); ptr NULL;结果fgetc():获得文件里的字符语法int fgetc ( FILE * stream );返回值成功后返回读取的字符提升为 int 值。返回类型为 int 以适应指示失败的特殊值 EOF如果位置指示器位于文件末尾则该函数返回 EOF 并设置流的eof 指示器feof。如果发生其他读取错误该函数也会返回 EOF但设置其错误指示器ferror。FILE* ptr fopen(text.txt, r); if (ptr NULL) { perror(fopen); return 1; } int ch; while ((ch fgetc(ptr)) ! EOF) { printf(%c, ch); } fclose(ptr); prtNULL;结果fputs():将字符串输出到文件语法int fputs ( const char * str, FILE * stream );返回值成功时返回一个非负值。出错时函数返回 EOF 并设置错误指示器ferror。FILE* ptr fopen(text.txt, w); if (ptr NULL) { perror(fopen); return 1; } fputs(hello whord\n, ptr); fputs(hello whord\n, ptr); fclose(ptr); ptr NULL;结果fgets():获得文件里的字符串语法char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );返回值成功后函数返回str。如果在尝试读取字符时遇到文件末尾则设置eof 指示器feof。如果在读取任何字符之前发生这种情况则返回的指针是空指针并且str的内容保持不变。如果发生读取错误则设置错误指示器ferror并返回空指针但str指向的内容可能已更改。FILE* ptr fopen(text.txt, r); if (ptr NULL) { perror(fopen); return 1; } char arr[20] xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx;//创建一个字符串数组 fgets(arr,20, ptr);//将从ptr文件中读取到的20个单位的字符串放到数组arr中 //打印arr中的内容 printf(%s\n, arr); printf(%s\n, arr); fclose(ptr); ptr NULL;结果fprintf( )把结构体中的数据存放到文件中语法int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );返回值成功后将返回写入的字符总数。如果发生写入错误则设置错误指示器ferror并返回负数。如果在写入宽字符时发生多字节字符编码错误那么 errno 将设置为 EILSEQ 并返回负数。struct S { char name[20]; int age; float score; }; int main() { struct S s { 张三,20,65.5f }; //想把s中的数据存放在文件中 FILE* pf fopen(test.txt, w); if (pf NULL) { perror(fopen); return 1; } //写文件 - 以文本的形式写进去 fprintf(pf,%s %d %f, s.name, s.age, s.score); fclose(pf); pf NULL; return 0; }结果fscanf( )--从文件中读取数据放在结构体中语法int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );返回值成功后函数返回已成功填满的参数列表项数。如果在读取过程中发生读取错误或到达文件结束点则设置相应指示器feof或ferror。如果在任何数据被成功读取前发生任一EOF会被返回。struct S { char name[20]; int age; float score; }; int main() { struct S s {0 }; //从文件test.txt中读取数据放在s中 FILE* pf fopen(test.txt, r); if (pf NULL) { perror(fopen); return 1; } //读文件 - fscanf(pf, %s %d %f, s.name, (s.age), (s.score)); //打印在屏幕上 printf(%s %d %f, s.name, s.age, s.score); fclose(pf); pf NULL; return 0; }结果fwrite():二进制文件输入语法size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );返回值返回成功写入的元素总数。如果此数字与count参数不同则写入错误阻止函数完成。在这种情况下将为流设置错误指示器ferror。如果size或count为零则函数返回零并且错误指示器保持不变。size_t 是无符号整数类型。//二进制写入文件 int arr[] { 1,2,3,4,5 }; FILE* ptr fopen(text.txt, wb); if (ptr NULL) { perror(fopen); return 1; } int sz sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); fwrite(arr, sizeof(arr[0]),sz, ptr); fclose(ptr); ptrNULL;!!!:这里教大家怎么打开文件中的二进制文件以vs22为例步骤视图---解决方案资源管理器---右键源文件---添加---现有项---选择创建好的文件---添加---右键点击添加好的文件---选择打开方式---下滑找到二进制编辑器---选择好点击确定。就能看到以二进制存储在文件中的内容。结果fread():二进制文件输出语法size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );返回值返回成功读取的元素总数。如果此数字与count参数不同则发生读取错误或在读取时到达文件结尾。在这两种情况下都设置了正确的指标可以分别用 ferror 和 feof 进行检查。如果size或count为零则函数返回零并且流状态和ptr指向的内容保持不变。size_t 是一种无符号整数类型。//把二进制从文件中输出 int arr[5] { 0 }; FILE* ptr fopen(text.txt, rb); fread(arr, sizeof(arr[0]), 5, ptr); for (int i 0; i 5; i) { printf(%d , arr[i]); } fclose(ptr); ptr NULL;结果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。4.2 对⽐⼀组函数scanf/fscanf/sscanfprintf/fprintf/sprintfscanf——从标准输入流上读取格式化的数据fscanf——从指定的输入流上读取格式化的数据sscanf——在字符串中读取格式化的数据printf——把数据以格式化的形式打印在标准输出流上fprintf——把数据以格式化的形式打印在指定的输出流上sprintf——把格式化的数据转化成字符串下面单独讲讲sscanf和sprintf的使用sprintf():格式化输出字符串语法int sprintf ( char * str, const char * format, ... );返回值成功后将返回写入的字符总数。此计数不包括自动附加在字符串末尾的其他空字符。失败时返回负数。#includestdio.h //sprintf--把格式化的数据转化成字符串 struct S { char name[20]; int age; float score; }; int main() { //将结构体s的内容以字符串形式打印出来 struct S s { 张三,20,89.5 }; char buf[200] {0}; sprintf(buf, %s %d %f, s.name, s.age, s.score);//这里进行格式化输入至数组buf printf(以字符串的形式%s\n, buf); return 0 }结果sscanf:格式化读取字符串语法int sscanf ( const char * s, const char * format, ...);返回值成功后该函数返回参数列表中成功填充的项数。此计数可以与预期的项数匹配或者在匹配失败的情况下更少甚至为零。如果在成功解释任何数据之前输入失败则返回 EOF。#includestdio.h //sscanf--在字符串中读取格式化的数据 //sprintf--把格式化的数据转化成字符串 struct S { char name[20]; int age; float score; }; int main() { //将结构体s的内容以字符串形式打印出来 struct S s { 张三,20,89.5 }; char buf[200] {0}; sprintf(buf, %s %d %f, s.name, s.age, s.score); printf(以字符串的形式%s\n, buf); //将字符串buf里的内容写到结构体t中 struct S t { 0 }; sscanf(buf, %s %d %f, t.name, (t.age), (t.score)); printf(按照格式打印%s %d %f\n, t.name,t.age,t.score); return 0; }结果5. ⽂件的随机读写5.1fseek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。语法int fseek ( FILE * stream, long int offset偏移量, int origin位置 );origin:返回值如果成功该函数将返回零。否则它返回非零值。如果发生读写错误则设置错误指示器ferror。例子#includestdio.h int main() { //写入了一组字母 /*FILE* ptr fopen(text.txt, w); if (ptr NULL) { perror(fopen); } char ch; for (ch a; ch g; ch) { fputc(ch, ptr); }*/ FILE* ptr fopen(text.txt, r); if (ptr NULL) { perror(fopen); } //fessk: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 //SEEK_SET 文件的起始位置 //SEEK_CUR 文件指针当前的位置 //SEEK_END 文件的末尾 //语法int fseek ( FILE * stream, 偏移量, int origin ); int ch fgetc(ptr); printf(读到第一个字母%c\n, ch);//读到第一个字母a fseek(ptr, 4, SEEK_SET);//读到从起始位置开始数4个偏移量的e ch getc(ptr); printf(读到从起始位置开始数4个偏移量的%c\n, ch); ////指针读完一个字符会指向下一个字符 fseek(ptr, 0, SEEK_CUR);//读到当前指针位置的f ch getc(ptr); printf(读到当前指针位置的%c\n, ch); fseek(ptr, -4, SEEK_END);//读到从末尾开始左数4个偏移量的d ch getc(ptr); printf(读到从末尾开始左数4个偏移量的%c\n, ch); fclose(ptr); ptr NULL; return 0; }结果5.2ftell返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量语法 long int ftell ( FILE * stream );返回值成功时返回位置指示器的当前值。失败时返回 -1L并将 errno 设置为特定于系统的正值。例子#includestdio.h int main() { //写入了一组字母 /*FILE* ptr fopen(text.txt, w); if (ptr NULL) { perror(fopen); } char ch; for (ch a; ch g; ch) { fputc(ch, ptr); }*/ FILE* ptr fopen(text.txt, r); if (ptr NULL) { perror(fopen); } int ch fgetc(ptr); //ftell:返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量 fseek(ptr, 0, SEEK_END);//从末尾开始到起始位置的偏移量 ch getc(ptr); printf(当前文件长度%d\n, ftell(ptr)); fclose(ptr); ptr NULL; return 0; }结果5.3rewind让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置语法void rewind ( FILE * stream );例子#includestdio.h int main() { //写入了一组字母 /*FILE* ptr fopen(text.txt, w); if (ptr NULL) { perror(fopen); } char ch; for (ch a; ch g; ch) { fputc(ch, ptr); }*/ FILE* ptr fopen(text.txt, r); if (ptr NULL) { perror(fopen); } int ch fgetc(ptr); //rewind让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置 fseek(ptr, 5, SEEK_SET); ch getc(ptr); printf(读到从起始位置开始数5个偏移量的%c\n, ch); rewind(ptr);//置回文件起始位置 ch fgetc(ptr); printf(回到文件的起始位置%c\n, ch);//读到第一个字母a fclose(ptr); ptr NULL; return 0; }结果6. ⽂件读取结束的判定6.1 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是读取结束的原因是否是遇到⽂件尾结束。1. 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 .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实际要读的个数。判断读取正常的例子#includestdio.h //fgetc: //如果读取正常返回读取到字符的ASCII码值 //如果读取过程中遇到文件末尾或发生错误就返回EOF //fgets: //如果读取正常返回的是存储取到的字符串的字符数组的地址 //如果读取过程中遇到文件末尾或发生错误就返回NULL int main() { FILE* ptr fopen(text.txt, r); if (ptr NULL) { perror(fopen); return 1; } //读取 int ch 0; while ((ch fgetc(ptr)) ! EOF) { printf(%c\n, ch); } if (feof(ptr))//返回非0为真 { printf(遇到文件末尾正常结束); } else if (ferror(ptr)) { perror(fgetc); } fclose(ptr); ptr NULL; return 0; }结果读取失败的例子#includestdio.h //fgetc: //如果读取正常返回读取到字符的ASCII码值 //如果读取过程中遇到文件末尾或发生错误就返回EOF //fgets: //如果读取正常返回的是存储取到的字符串的字符数组的地址 //如果读取过程中遇到文件末尾或发生错误就返回NULL int main() { FILE* ptr fopen(text.txt, r);//这里是读文件的方式打开如果下面进行写文件操作就会报错 if (ptr NULL) { perror(fopen); return 1; } //写文件err char ch 0; for (ch a; ch z; ch) { fputc(ch, ptr); } if (feof(ptr))//返回非0为真 { printf(遇到文件末尾正常结束); } else if (ferror(ptr)) { perror(fgetc); } fclose(ptr); ptr NULL; return 0; }结果7.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。这里用一段代码放慢速度来观察一下缓冲区#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; }执行在这10秒内这样操作打开文件会这样再过10秒再次像刚刚那样打开文件这⾥可以得出⼀个结论 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。