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c语言---文件

这一节我准备分三个部分来带领大家了解文件

——一、有关文件的基础知识
————二、文件的简单操作
————————三、文件结束的判定
————————————四、文件缓冲区

一、文件的基础知识

首先在了解文件之前,我们需要了解C/C++程序内存的划分:
请添加图片描述
1、为什么要使用文件

当我们了解内存划分以后,我们可以知道如果没有⽂件,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。

例如:

int main()
{int n = 0;scanf("%d", &n);printf("%d", n);return 0;
}
//这里的n就是存储于内存中的,如果退出程序,n就会被回收,数据也就会丢失

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(从⽂件功能的⻆度来分类的)。

(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)。
(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。
——我们这里所说的文件指数据文件

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。

4、⼆进制⽂件和⽂本⽂件:

(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的⽂件中,就是⼆进制⽂件
(2)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

以上就是有关文件的知识,下面就是我们的文件的简单操作。

二、文件的简单操作

1、流和标准流:

(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。

(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。

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:
在这里插入图片描述
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。
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。

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。
在这里插入图片描述
3、文件的打开与关闭:

文件的使用就像是我们喝水的动作,首先我们需要拧开瓶盖,然后喝水,喝完后关闭瓶盖。文件的使用一样先打开,再进行一系列操作,最后关闭文件。

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。

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读写文件//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

在这里插入图片描述
mode表⽰⽂件的打开模式,下⾯都是⽂件的打开模式:

在这里插入图片描述
3、文件的顺序读写
在这里插入图片描述
首先,第一组fputc与fgetc:

fputc一个字符一个字符的放入我们的文件:

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

在这里插入图片描述
fgetc一个字符一个字符从文件中读取(返回值int)
1、如果成功读取返回字符的ASCLL码值。
2、如果读取失败返回EOF。
在这里插入图片描述
第二组:fgets、fputs
1、fputs:添加一个字符串在我们的文件里,但是我们不主动添加换行的话,添加的字符串全都会在文件的第一行

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

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

对于这个函数,我们需要一个数组去存储我们读取的元素,str就是我们的数组指针,num是我们要读取的字符个数,但是它最多只会读取n-1个元素,它会自动将最后一个元素的位置补上’\0’,并且它只会读一行的元素,如果第一行元素小于num那么它只会将第一行的元素全部读取,如果’\n’也在我们的读取范围内,它也会将其读取上。
在这里插入图片描述
如果读取成功返回我们的数组指针,如果读取失败返回NULL;

第三组:fscanf与sprintf

1、fprintf

struct person
{char name[20];int age;float score;
};
int main()
{struct person s = { "zhangsan",20,70.4f };//打开文件FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//文本形式写文件fprintf(pf, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

2、fscanf

在这里插入图片描述
同时上面的函数适用于所有输入输出流,什么意思呢?我们的scanf,printf不是运用了我们的stdin,stdout吗,例如fscanf、fprintf我们只需要将文件指针,改成我们的输入输出流,就可以让这些函数变成普通的scanf,printf。
在这里插入图片描述

此外还有两个函数sscanf、与sprintf。

在这里插入图片描述
4、文件的随机读写
上面所有的函数都是一个字符或者一个字符串的形式读或写,那我们如何读取指定的文件内容呢?
那就是
1、fseek(根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针)。
在这里插入图片描述

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//文件zhangsan 20 70.400002int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//应该打印z,光标移动到hfseek(pf, 4, SEEK_CUR);//从光标位置开始偏移4个位置ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//打印s//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
//如果使用SEEK_END那么偏移量为负数/0即可

2、ftell:返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//文件zhangsan 20 70.400002int ch = fgetc(pf);//printf("%c\n", ch);//应该打印z,光标移动到hfseek(pf, 4, SEEK_CUR);//从光标位置开始偏移4个位置,s位置printf("%d", ftell(pf));//从文件起始位置到当前位置,从z到s偏移了5,所以打印5//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

3、rewind:让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );即可。

三、文件结束的判定

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//文件zhangsan 20 70.400002int ch = 0;while ((ch = fgetc(pf)) != EOF){printf("%c", ch);}printf("\n");//判断什么原因读取结束if (feof(pf)){printf("遇到文件末尾");}else if (ferror(pf))//发生错误{perror("ferror");}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

学完上面的我们就可以拷贝文件了对不对。
在这里插入图片描述

四、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。
在这里插入图片描述
到这里我们的文件就结束了,大家可以在cplusplus里查看这里的函数,再自己尝试写一下。

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