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C语言文件相关函数

蒋灵瑜的流水账 人气:0

一、文件和流

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、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。

3、流

任何一个C程序，运行起来就会默认打开3个流

1、FILE* stdin（标准输入流，键盘）

2、FILE* stdout（标准输出流，显示器）

3、FILE* stderr（标准错误流，显示器）

流可以理解为输入/输出缓冲区

二、文件组成

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

FILE*就是文件指针类型，可以通过文件指针找到它指向的文件信息区（FILE类型的结构体），文件信息区用于维护一个文件（每个文件都是独立的文件信息区）

三、文件的打开和关闭

1、文件的打开fopen

filename是文件名

mode是文件打开方式

文件打开方式含义如果指定文件不存在
“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出错
“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，新建一个文本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

2、文件关闭fclose

stream是文件指针，文件使用完后一定要fclose关闭，并把文件指针置空。（用起来像free）

int main()
{
    FILE* pf = fopen("text.txt", "r");//文件路径可以是相对路径或绝对路径
    if (pf == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        exit(-1);
    }
    fclose(pf);//不关闭文件可能会造成数据丢失
    pf = NULL;
    return 0;
}

四、文件的顺序读写

字符输入函数fgetc所有输入流
字符输出函数fputc所有输出流
文本行输入函数fgets所有输入流
文本行输出函数fputs所有输出流
格式化输入函数fscanf所有输入流
格式化输出函数fprintf所有输出流
二进制输入fread文件
二进制输出fread文件

1、使用fputc和fgetc写入/读取单个字符

写入单个字符到文件

character：要写入的字符

stream：指向输出流 FILE 对象的指针。

int main()
{
    FILE* pf = fopen("text.txt", "w");//文件路径可以是相对路径或绝对路径
    if (pf == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        //perror("fopen");//void perror ( const char * str )用来将上一个函数发生错误的原因输出到标准设备(stderr)
        exit(-1);
    }
    for (char i = 'a'; i <= 'z'; i++)
    {
        fputc(i, pf);//输出
    }
    fclose(pf);
    pf = NULL;
}

读取文件中的单个字符

stream：指向输入流 FILE 对象的指针。

int main()
{
    pf = fopen("text.txt", "r");//文件路径可以是相对路径或绝对路径
    if (pf == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        exit(-1);
    }
    printf("%c\n", fgetc(pf));//输入，也可以写一个循环读取
    printf("%c\n", fgetc(pf));
    printf("%c\n", fgetc(pf));
    printf("%c\n", fgetc(pf));
    printf("%c\n", fgetc(pf));
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

2、使用fputs和fgets写入/读取一串字符

写入一串字符到文件

str：要写入的字符串的地址

stream：指向输出流 FILE 对象的指针。

int main()
{
    FILE* pf = fopen("text.txt", "w");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen:");
        exit(-1);
    }
    char arr[] = "abcde";//text.txt文件被写入abcde
    fputs(arr, pf);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

读取文件中num个字符

str：读到的字符串放到str指向的空间里去

num：读取的字符串个数

stream：指向输入流 FILE 对象的指针。

读取成功：返回str的地址

读取失败或错误：返回空指针

监视发现，我们从文件中读取5个字符，实际只读了4个，最后一个补了\0

3、使用fprintf和fscanf按照指定的格式写入/读取

stream：指向输出流 FILE 对象的指针。

后续参数使用方法与printf一样

struct S
{
    char name[20];
    int tele;
    float scores;
};
int main()
{
    struct S s = { "zhangsan",1510,66.5f };
    FILE* pf = fopen("text.txt", "w");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen:");
        exit(-1);
    }
    fprintf(pf, "%s %d %f", s.name, s.tele, s.scores);//打印到txt文件
    fprintf(stdout, "%s %d %f", s.name, s.tele, s.scores);//打印到屏幕
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

stream：指向输入流 FILE 对象的指针。

后续参数使用方法和scanf一样

struct S
{
    char name[20];
    int tele;
    float scores;
};
int main()
{
    struct S s = { 0 };
    FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen:");
        exit(-1);
    }
    fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &s.tele, &s.scores);//将文件中的内容读取到结构体中
    printf("%s %d %f", s.name, s.tele, s.scores);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

4、使用fwrite和fread按照二进制的方式写入/读取

ptr：从ptr指向的当前位置开始写入

size：每个元素的大小

count：要写入的元素个数

stream：指向输出流 FILE 对象的指针。

struct S
{
    char name[20];
    int tele;
    float scores;
};
int main()
{
    struct S s = { "zhangsan",1510,66.5f };
    FILE* pf = fopen("text.txt", "wb");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen:");
        exit(-1);
    }
    fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

fread参数和fwrite一样

ptr：从ptr指向的当前位置开始读取

struct S
{
    char name[20];
    int tele;
    float scores;
};
int main()
{
    struct S s = { 0 };
    FILE* pf = fopen("text.txt", "rb");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen:");
        exit(-1);
    }
    fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
    printf("%s %d %f", s.name, s.tele, s.scores);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

5、使用sprintf和sscanf将格式化数据和字符串互相转换(文件无关)

将格式化数据转换为字符串

str：将格式化数据放到目标地址

后续参数和使用方式和printf一样

struct S
{
    char name[20];
    int tele;
    float scores;
};
int main()
{
    struct S s = { "zhangsan",1510,66.5f };
    char arr[60]={0};
    sprintf(arr, "%s %d %f", s.name, s.tele, s.scores);
    printf("%s", arr);
    return 0;
}

将字符串转换为格式化数据

s：指向字符串的指针

后续参数和使用方式和scanf一样

struct S
{
    char name[20];
    int tele;
    float scores;
};
int main()
{
    struct S s = { 0 };
    char arr[60]={ "zhangsan 1510 66.5f" };
    sscanf(arr, "%s %d %f", s.name, &s.tele,&s.scores);
    printf("%s %d %f", s.name,s.tele,s.scores );
    return 0;
}

五、文件的随机读写

1、fseek（指定文件指针的位置）

注意：每次文件读取完毕后，文件指针++

stream：指向标识流的 FILE 对象的指针

offset：指针偏移量

origin：指针起始点，如下图：

SEEK_SET文件开头
SEEK_CUR文件指针的当前所处的位置
SEEK_END文件结尾
int main()
{
    FILE* pf = fopen("text.txt", "r+");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen:");
        exit(-1);
    }
    fputs("abcde", pf);
    fseek(pf, 2, SEEK_SET);
    int ch = fgetc(pf);//该语句执行完毕后，指针++，指向d
    printf("%c ", ch);//打印c
 
    fseek(pf, 0, SEEK_CUR);
    ch = fgetc(pf); //该语句执行完毕后，指针++，指向e
    printf("%c ", ch);//打印d
 
    fseek(pf, -1, SEEK_END);//这里SEEK_END是指向e的后一个
    ch = fgetc(pf);//该语句执行完毕后，指针++，指向e的后一个
    printf("%c ", ch);//打印e
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

2、ftell（求文件指针与起始位置的偏移量）

int main()
{
    FILE* pf = fopen("text.txt", "r+");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen:");
        exit(-1);
    }
    fputs("abcde", pf);
    fseek(pf, -1, SEEK_END);//这里SEEK_END是指向e的后一个
    int ch = fgetc(pf);//该语句执行完毕后，指针++，指向e的后一个
    printf("%c ", ch);//打印e
    printf("%d", ftell(pf));//打印5，当前指针在e的后一个，相对于a相差5
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

3、rewind（让文件指针回到起始位置）

六、文本文件和二进制文件的区别

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。

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。 字符一律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。

七、文件读取结束的标志

文本文件读取是否结束，fgetc判断返回值是否为 EOF . fgets判断返回值是否为 NULL

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还是等于实际要读的个数。

feof：判断文件是否读到末尾而结束，返回值为真，就是读到了文件结束

ferror：判断文件是否读取错误而结束，返回值为真，就是文件读取遇到了错误

八、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。

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