深度理解文件操作

目录

文件

文件名：

标准流

文件指针

文件的打开和关闭

文件的顺序读写：

使用部分

文件的打开和关闭

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文件

文件分两种，第一种是程序文件，后一种是数据文件。

程序文件：包括源程序文件（后缀为.c），目标文件（windows环境后缀为.obj）可执行程序（windows环境后缀为.exe）。

数据文件：文件的内同 不一定是程序，而是程序员运行时读写的数据，比如程序运行需要从中读取数据的文件，或者输出的文件。

文件名：

文件名包含三部分：文件路径+文件名主干+文件后缀

例：c：\code\test.txt

进行文件操作时需要用到流

"流"（stream）通常用于描述数据的传输或处理。流可以是输入流（input stream）或输出流（output stream），它们分别用于从外部源读取数据或将数据写入外部目标。

输入流：输入流用于从外部源（比如文件、键盘、网络等）读取数据到程序中。在C语言中，你可以使用标准输入流（stdin）来接收用户输入，也可以使用文件输入流来读取文件中的数据。

输出流：输出流用于将程序中的数据写入外部目标（比如文件、屏幕、网络等）。在C语言中，你可以使用标准输出流（stdout）来输出到屏幕上，也可以使用文件输出流将数据写入文件。

标准流

stdin-标准输入流，可以将数据写入一个文本文件，并将该文件重定向到程序的标准输入。

stdout-标准输出流，程序的输出重定向到文件或其他位置，可以使用标准输出(stdout)重定向。

stderr-标准错误流，大多数环境中输出到显示器上面。

标准流的类型是FILE*，通常称为文件指针。

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。这些信息保存在结构体变量中，该结构体由系统声明，取名FILE

结构体原型：

typedef struct _iobuf {
    char *_ptr;
    int _cnt;
    char *_base;
    int _flag;
    int _file;
    int _charbuf;
    int _bufsiz;
    char *_tmpfname;
} FILE;

文件的读写

文件读写应先打开后关闭

ANSIC规定使用fopen函数打开文件，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);

文件的使用方式

文件的顺序读写：

fgetc和fputc

fgetc 是C标准库中用于从文件中读取一个字符的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

int fgetc(FILE *stream);

• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要读取字符的文件流。

fgetc 函数的作用是从指定的文件流中读取一个字符，并将该字符作为无符号字符返回。如果到达文件末尾或者发生错误，它会返回 EOF（End Of File）。

fputc 是C标准库中用于向文件中写入一个字符的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

int fputc(int character, FILE *stream);

• character：要写入到文件的字符。
• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要写入字符的文件流。

fputc 函数的作用是向指定的文件流中写入一个字符。它会将指定的字符写入到文件中，并返回写入的字符。如果写入成功，则返回写入的字符；如果发生错误，返回 EOF。

fgets和fputs

fgets 是C标准库中用于从文件流中读取一行数据的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

char *fgets(char *str, int num, FILE *stream);

• str：指向一个字符数组的指针，用于存储读取的字符串数据。
• num：要读取的最大字符数（包括空字符）。
• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要读取数据的文件流。

fgets 函数会从指定的文件流中读取一行数据（包括换行符），并将其存储到指定的字符数组中。它会一直读取直到遇到换行符 \n、文件结束符 EOF 或者读取了 num-1 个字符为止，并在最后添加一个 null 字符 \0 作为字符串的结尾。

fputs 是C标准库中用于向文件中写入字符串的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

int fputs(const char *str, FILE *stream);

• str：要写入到文件的字符串。
• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要写入字符串的文件流。

fputs 函数的作用是向指定的文件流中写入一个以 null 结尾的字符串。它会将指定的字符串写入到文件中，并返回非负值（非错误）；如果发生错误，返回 EOF。

fscanf和fprintf

fscanf 是C标准库中用于从文件中读取格式化输入的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要读取数据的文件流。
• format：格式化字符串，指定了要读取的数据类型和格式。

fscanf 函数根据指定的格式字符串从文件流中读取数据，并根据格式进行解析和存储。它将读取的数据转换为相应的数据类型，并按照格式字符串的指示将数据存储到相应的变量中。

fprintf 是C标准库中用于将格式化数据输出到文件的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要输出数据的文件流。
• format：格式化字符串，指定了要输出的数据类型和格式。

fprintf 函数根据指定的格式字符串将数据格式化后输出到指定的文件流中。它类似于 printf 函数，但是可以将输出重定向到文件而不是标准输出。

fread和fwrite

fread 是C标准库中用于从文件中读取数据的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

• ptr：指向存储读取数据的内存块的指针。
• size：要读取的每个数据项的字节数。
• nmemb：要读取的数据项的数量。
• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要读取数据的文件流。

fread 函数从文件流中读取数据，并将数据存储到指定的内存块中。它会返回实际读取的数据项数量，通常用于读取二进制数据。

fwrite 是 C 标准库中用于将数据写入文件的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

• ptr：指向要写入文件的数据块的指针。
• size：每个数据项的大小（字节数）。
• nmemb：要写入的数据项的数量。
• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要写入数据的文件流。

fwrite 函数将指定数量的数据项从内存中写入到文件中。它通常用于写入二进制数据到文件。

使用部分

文件的打开和关闭

以下是打开文件和关闭文件的操作

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");//创建文件  打开文件if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件//....//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

这样就创建了data.txt文件

在我这里，D:\clone仓库\test.c\test_3_26表示当前目录
.表示当前目录
..表示上一目录

fputc和fgetc的使用

使用fputc写入26个小写字母

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int i = 0;for (i = 0; i < 26; i++){fputc('a' + i, pf);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

使用fgetc读取data.txt的内容

fputc和fgetc的读写都有一个共同的特点，就是光标会随着读写依次往后跳

使用fgetc函数读取data1.txt中的内容，再使用fputc函数输出到data.txt中

这里我先创建好了data1.txt并输入了内容abcdefghi。

另外需要注意的是当data2.txt开辟失败时，进行判断后，应先关闭文件data1.txt后置空。

int main()
{//D:\clone仓库\test.c\test_3_26表示当前目录//.表示当前目录//..表示上一目录FILE* pf1 = fopen("data1.txt", "r");//创建文件  打开文件if (pf1 == NULL){perror("fopen");return 1;}FILE* pf2 = fopen("data2.txt", "w");if (pf2 == NULL){fclose(pf1);pf1 = NULL;perror("fopen->data2.txt");return 1;}//写文件int ch = 0;while ((ch = fgetc(pf1)) != EOF){fputc(ch, pf2);}//关闭文件fclose(pf1);fclose(pf2);pf1 = NULL;pf2 = NULL;return 0;
}

fgets和fputs的使用

fputs一次写入一行

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}fputs("abcdefg\n", pf);fputs("abcdefg\n", pf);fputs("abcdefg\n", pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

fgets注意有三个参数，其中的num参数是最多读取多少个的意思，最多读取num-1个字符。

第一个参数是数组第二参数是num，第三个参数是文件指针，是把文件里的字符读取到数组中

这里data.txt是一堆字母，num是10，但一共读取了9个字符。

fscanf和fprintf的使用

读取带有格式化的字符

struct stu
{char neme[30];int age;double score;
};int main()
{struct stu s = { "zhangsan", 29, 99.5 };FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件fprintf(pf, "%s %d %.1lf", s.neme, s.age, s.score);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

注意使用fscanf和scanf一样要&（取地址）

这里创建了一个未初始化的s使用fscanf函数读取data.txt的内容读入s中，后用fprintf打印再屏幕上。

fread和fwrite的使用

二进制的读写

fwrite四个参数，第一个是要写数据的起始地址，第二个是一个元素的大小，第三个是写入的个数，第四个是流

再文件出现了乱码，这就是二进制翻译出的字符，不能识别

struct stu
{char neme[30];int age;double score;
};int main()
{struct stu s = { "zhangsan", 19, 99.5 };FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");//二进制读写if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件fwrite(&s, sizeof(s), 1, pf);//写到pf中fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

fread可以识别二进制的代码

struct stu
{char neme[30];int age;double score;
}s;int main()
{//struct stu s = { "zhangsan", 19, 99.5 };FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");//二进制读写if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//fwrite(&s, sizeof(s), 1, pf);//读文件fread(&s, sizeof(s), 1, pf);//写到pf中printf("%s %d %.1lf", s.neme, s.age, s.score);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

比较一组函数

scanf/fscanf/sscanf

printf/fprintf/sprintf

前面已经介绍了fscanf和fprintf了，但这里还有一组函数，即sscanf和sprintf

scanf——针对标准输入流的格式化输入函数

printf——针对标准输出流的格式化输出函数

fscanf——针对所有输出流的的格式化输入函数

fprintf——针对所有输入流的格式化输出函数

sscanf

sscanf是从一个字符串中读取一个格式化的数据

sprintf

sprintf和printf都是使用格式化的数据，最大的差别在于sprintf多了一个参数

这个参数的作用是将格式化的数据转换成字符串。

使用

把一个结构体的格式化数据转换成字符串储存在了arr中，并输出到屏幕上。

struct stu
{char name[39];int age;float score;
};int main()
{struct stu s = { "zhangsan", 38, 98.5 };char arr[100] = { 0 };sprintf(arr, "%s %d %lf", s.name, s.age, s.score);printf("%s\n", arr);return 0;
}

把字符串输入到新创建的结构体tmp中后将其格式化为结构体数据

struct stu
{char name[39];int age;float score;
};int main()
{struct stu s = { "zhangsan", 38, 98.5 };char arr[100] = { 0 };struct stu tmp = { 0 };sprintf(arr, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);printf("%s\n", arr);sscanf(arr, "%s %d %f", tmp.name, &(tmp.age), &(tmp.score));printf("%s, %d, %f", tmp.name, tmp.age, tmp.score);return 0;
}

文件的随机读写

fseek

fseek 是 C 标准库中用于设置文件位置指针的函数，通常用于在文件中移动读写位置。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要设置位置的文件流。
• offset：偏移量，指定相对于 whence 的移动距离。
• whence：基准点，指定相对位置的参考点，可以是 SEEK_SET、SEEK_CUR 或 SEEK_END。

常用的 whence 参数取值如下：

• SEEK_SET：从文件开头开始偏移。
• SEEK_CUR：从当前位置开始偏移。
• SEEK_END：从文件末尾开始偏移。

fseek 函数将文件位置指针移动到指定的位置，以便进行后续的读写操作。

ftell

ftell 是 C 标准库中用于获取文件位置指针当前位置的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

long ftell(FILE *stream);

• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要获取位置的文件流。

ftell 函数返回当前文件位置指针相对于文件起始位置的偏移量（以字节为单位）。通常情况下，ftell 函数会返回一个 long 类型的值，表示当前位置的偏移量。

rewind

rewind 是 C 标准库中用于将文件位置指针重新定位到文件的起始位置的函数。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

void rewind(FILE *stream);

• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要重新定位位置的文件流。

rewind 函数将文件位置指针移动到文件的起始位置，相当于使用 fseek(stream, 0L, SEEK_SET) 将文件位置指针移动到文件开头的操作。

使用部分

fseek的使用

SEEK_SET：从文件开头开始偏移。

SEEK_CUR：从当前位置开始偏移。

SEEK_END：从文件末尾开始偏移。

ftell的使用

根据ftell的特性，配合fseek可统计文件中的字符数。当然不止这一种，根据ftell函数的特性可开发除不同的用法。

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件fputs("abcdefg", pf);fclose(pf);pf = fopen("data.txt", "r");long size = 0;int ch = 0;fseek(pf, 0, SEEK_END);ch = fgetc(pf);size = ftell(pf);printf("%ld bytes.\n", size);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

rewind的使用

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件fputs("abcdefg", pf);fclose(pf);pf = fopen("data.txt", "r");int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);rewind(pf);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

文件读取结束的判定

feof

在 C 标准库中，feof 函数用于检查文件流的结束标记，判断文件是否已经结束。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，通常的函数原型如下：

int feof(FILE *stream);

• stream：指向 FILE 结构体的指针，表示要检查是否到达文件结尾的文件流。

feof 函数检查给定文件流的结束标记。如果文件流的结束标记被设置，则 feof 返回非零值（即真），表示文件已经结束；否则返回 0（假），表示文件尚未结束。

注意：在文件读取的过程中不能用feof函数的返回值直接判定文件是否结束。

1.判断文本文件是否结束，判断返回值是否为EOF

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。

fread判断返回值是否小于实际要读的个数。

文本文件例子：

int main()
{int c;//int，非char，要求处理EOFFILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (!pf){perror("fopen");return EXIT_FAILURE;}while (c = fgetc(pf) != EOF){putchar(c);}if (ferror(pf)){puts("I/O error when reading");}else if (feof(pf)){puts("End of file reached successfully");}fclose(pf);return 0;
}

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 handlingif (feof(fp))printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");else if (ferror(fp)) {perror("Error reading test.bin");}}fclose(fp);
}

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