C语言进阶篇（文件操作）

一.文件的种类（从文件功能的角度来分类的）

1.1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）。

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

文件名包括三部分：文件路径+文件名主干+文件后缀

例如：c:\code\test.txt

二.文件的打开和关闭

2.1文件指针

每个被使用的文件都会在内存中开辟一个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息，这些信息保存在一个结构体变量中 ，该结构体类型有系统声明，取名为FILE，也就是说FILE是一个结构体 。

此为VS2013提供的stdio.h头文件中有的文件类型申明

当我们使用fopen打开文件时，会在内存里创建文件信息区，并且会将文件信息区的起始地址返回回来

一般都是通过FILE的指针来维护FILE结构中的变量，即：

FILE* pf //文件指针变量

可通过pf指向某个文件的文件信息区，再通过文件信息区访问文件，即：通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。

2.2文件的打开和关闭

在打开文件时，都会返回一个FILE*的指针变量指向该文件

根据规定：使用fopen函数来打开文件，使用fclose来关闭文件。

fopen:

格式：FILE* fopen(const char* filename, const char* mode); //FILE*是fopen的返回类型

• 第一个参数是文件名（相对路径）。
• 第二个参数是打开模式，常用的有：

如果在后面加上b,即rb、wb等，就表示是二进制模式

fclose:

格式：int fclose ( FILE * stream );

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { //打开文件 FILE*pf=fopen("text.c","r");//若打开失败，则pf会返回空指针 if(pf==NULL) { printf("%s\n",strerror(errno)); return 1; } //关闭文件 fclose(pf); pf=NULL; return 0; }

路径分为相对路径和绝对路径：

• 相对路径：以当前所在目录为起点，简写路径，依赖当前位置。 例："text.c"
• 绝对路径：从根目录开始，完整、唯一的路径，不受当前所在位置影响。 例："C:\Users\hpl13\Desktop\text.c"

注：当在代码中使用fopen打开绝对路径时应用\\ 例： FILE*pf=fopen("C:\\Users\\hpl13\\Desktop\\text.c","r");

三.文件的顺序读写

3.1关于文件读写的函数

输入=读，输出=写

• 键盘输入、文件读取、网络数据接收，本质上都是数据从外部流向程序，这叫输入流。
• 屏幕打印、文件写入、网络数据发送，本质上都是数据从程序流向外部，这叫输出流。

fgetc(读一个字符)

格式：int fgetc ( FILE * stream );

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { //打开文件 FILE*pf=fopen("text.c","r"); if(pf==NULL) { printf("%s\n",strerror(errno)); } //读文件 int ch=fgetc(pf); printf("%c\n"ch);//一次只读一个字符 //以下方法可将文件内的内容全部读出来： int ch=0; while((ch=fgetc(pf))!=EOF) { printf("%c ",ch); } //关闭文件 fclose(pf); pf=NULL; return 0; }

fputc(写一个字符)

格式：int fputc ( int character, FILE * stream );

• 第一个参数是写入的字符。
• 第二个参数是文件指针变量名。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { //打开文件 FILE*pf=fopen("text.c","w"); if(pf==NULL) { printf("%s\n",strerror(errno)); } //写文件 int i=0; for(i='a';i<='z';i++); { fputc(i,pf); } //关闭文件 fclose(pf); pf=NULL; return 0; }

fgets(读一行字符)

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

• 第一个参数是指向一个字符数组的指针，读取的字符串将被复制到该数组中。
• 第二个参数是读取的字节数（包括\0,且\0算一个字符）。
• 第三个参数是文件指针变量名。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { //打开文件 FILE*pf=fopen("text.c","r"); if(pf==NULL) { printf("%s\n",strerror(errno)); } //读一行字符 char arr[20]; fgets(arr,5,pf); printf("%s",arr) //关闭文件 fclose(pf); pf=NULL; return 0; }

fputs(写一行字符)

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

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { //打开文件 FILE*pf=fopen("text.c","w"); if(pf==NULL) { printf("%s\n",strerror(errno)); } //写一行字符 fputs("hello world",pf); //关闭文件 fclose(pf); pf=NULL; return 0; }

补充：perror

头文件：#include<stdio.h>

当我们判断pf是否为空指针NULL时，可用perror来代替printf("%s",strerror(errno));

例：

FILE*pf=fopen("text.c","w"); if(pf==NULL) { perror(fopen:); }

结果：

fprintf(格式化写入)

格式：int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );//与printf相似，只比printf多了第一个参数

使用示例：

struct S { char name[10]; int age; float weight; }; int main() { struct S s={"zhangsan",13,50.2}; FILE*pf=fopen("text.c","w"); if(pf==NULL) { perror(fopen); } fprintf(pf,"%s %d %f",s.name,s.age,s.weight); fclose(pf); pf=NULL; return 0; }

fscanf(格式化读)

格式：int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );//与scanf相似，只比scanf多了第一个参数

使用示例：

struct S { char name[10]; int age; float weight; }; int main() { struct S s={0}; FILE*pf=fopen("text.c","r"); if(pf==NULL) { perror(fopen); } fscanf(pf,"%s %d %f",s.name,&(s.age),&(s.weight)); printf("%s %d %f",s.name,s.age,s.weight); fclose(pf); pf=NULL; return 0; }

补充：流

任何一个C语言程序，只要运行起来就默认打开三个流：

FILE* stdin - 标准输入流(键盘)

FILE* stdout - 标准输出流(屏幕)

FILE* stderror - 标准错误流(屏幕)

如果将fprintf的第一个参数由pf换为stdout，那么就会写入到屏幕上，对于fputs和fputc也一样

fwrite(二进制方法写)

格式：size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

• 第一个参数是指向你要写入文件的数据的起始地址（数据从哪里来）
• 第二个参数是一个元素的大小
• 第三个参数是有几个这样的元素

使用实例：

1. FILE*pf={"test.c","wd"}; int arr[] = {10,20,30}; fwrite(arr, sizeof(int), 3, pf);

2. FILE*pf={"test.c","wd"}; struct S s={"zhangsan",18,65.2f}; fwrite(&s,sizeof(struct S),1,pf);

通过二进制的方式写进去，这会让我们肉眼看不懂，这时就应该用fread以二进制的方式来读

fread（二进制方法读）

格式：size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );//与fwrite相同

使用示例：

FILE*pf={"test.c","rd"}; struct S s={"zhangsan",18,65.2}; fread(&s,sizeof(struct S),1,pf); printf("%s %d %f",s.arr,s.age,s.weight);

3.2关于一些函数的差异

scanf 是针对标准输入的格式化输入语句（键盘）

printf 是针对标准输出的格式化输出语句（键盘）

fscanf 是针对所有输入流的格式化输入语句（文件、键盘输入都可以）

fprintf 是针对所有输出流的格式化输出语句（文件、键盘输入都可以）

sscanf

作用：从一个字符串中转化出一个格式化的数据

#include<stdio.h> struct S { char name[20]; int age; float weight; }; int main() { struct S s={"zhangsan",18,65.2f}; struct S tmp = { 0 }; char buf[100] = { 0 }; //把s中的格式化数据转化成字符串放到buf中 sprintf(buf, "%s %d %f", s.arr, s.age, s.score); //"zhangsan 20 55.500000"; printf("字符串: %s\n", buf); //从字符串buf中获取一个格式化的数据到tmp中 sscanf(buf, "%s %d %f", tmp.arr, &(tmp.age), &(tmp.score)); printf("格式化: %s %d %f\n", tmp.arr, tmp.age, tmp.score); return 0 }

sprintf

作用：把一个格式化的数据写到字符串中，本质是把一个格式化的数据转换成字符串。

格式：int sprintf ( char * str, const char * format, ... );//与printf相似，只比其多了第一个参数

使用示例：

#include<stdio.h> struct S { char name[20]; int age; float weight; }; int main() { struct S s={"zhangsan",18,65.2f}; char buf[100]={0}; sprintf(buf,"%s %d %f",s.name,s.age,s.weight); printf("%s\n",buf); return 0; }

四.文件的随机读写

4.1fseek

作用：指定文件流的读写位置，想从文件哪里读 / 写，就把指针移到哪里。

格式：int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );

• 第二个参数是偏移量
• 第三个参数是起始位置

使用示例：

#include<stdio.h> int main() { FILE*pf=fopen("test.c","r");//test.c文件里存放的内容：abcdef if(pf==NULL) { perror(open:); return 1; } fseek(pf,2,SEEK_SET);//与文件开头位置的偏移量为2(偏移量可以为负数) int ch=fputc(pf); printf("%c",ch);//c fseek(pf,2,SEEK_CUR); ch=fputc(pf); printf("%c",ch);//f return 0; }

疑问：第二fseek为什么偏移量是 2 而不是 3？

解释：关键在于：fgetc读取一个字符后，文件指针会自动向后移动 1 位。

4.2ftell

作用：返回文件指针当前的读写位置（距离文件开头的字节偏移量）。

格式：long int ftell ( FILE * stream );

使用示例：

fseek(pf,2,SEEK_SET);//与文件开头位置的偏移量为2(偏移量可以为负数) int ch=fputc(pf); printf("%c\n",ch);//c printf("%d\n",ftell(pf));//3 fseek(pf,2,SEEK_CUR); ch=fputc(pf); printf("%c",ch);//f printf("%d\n",ftell(pf));//6

4.3rewind

作用：让文件指针的位置回到文件的起始位置

格式：void rewind ( FILE * stream );

使用示例：

fseek(pf,2,SEEK_SET); int ch=fputc(pf); printf("%c\n",ch);//c printf("%d\n",ftell(pf));//3 rewind(pf); ch=fputc(pf); printf("%c",ch);//a printf("%d\n",ftell(pf));//1

五.文本文件和二进制文件

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

二进制文件：数据在内存中以二进制的形式存储，不加转换的输出到外存（我们看不懂）

文本文件：在外存上以ASCLL字符的形式存储的文件（我们看得懂）

数据在内存中的存储方式：

• 字符一律以ASCLL形式存储
• 数值型数据既可以以ASCLL形式存储，也可以以二进制形式存储

以10000为例：

把10000转换为16进制，也就是10000 = 0x00002710

当为大段存储时：00 00 27 10

当为小段存储时：10 27 00 00

六.文件读取结束的判定

6.1错误地使用feof

6.1.1feof

作用：检测上一次读操作是否遇到了文件末尾，千万不能用来预判文件有没有结束

应用于：判断是否读取失败结束，还是遇到文件尾结束

格式：int feof ( FILE * stream );

返回值：文件结束 → 返回非 0 值；没结束 → 返回 0

feof(pf)!=0:上一次读操作正常碰到文件末尾，正常结束

使用示例：

char buf[100]; while(fgets(buf, 100, fp) != NULL) { printf("%s", buf); } if(feof(fp)) { printf("正常读到末尾\n"); }

6.1.2ferror

格式：int ferror ( FILE * stream );

作用：判断是否因【读取错误】结束

返回值：上一次文件操作发生错误->返回非 0;操作正常，无错误->返回 0

ferror(fp) != 0：上一次读操作发生 IO 错误，异常失败结束

总结：

• feof：只管是不是撞到文件尾、正常读完
• ferror：只管是不是读写错误、异常失败

6.1.3用来判断文件是否读取结束的方法

1.文本文件是否读取结束,判断返回值是否为EOF(fgetc)，或者NULL(fgets)

• fgetc判断是否为EOF
• fgets判断返回值是否为NULL

2.二进制文件是否读取结束,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

count是我们实际要读的个数(我们要fread读的),而fread的返回值等于fread实际读到值的个数

• 文件读到末尾：已经读完文件里所有有效数据，此时缓冲区还有最后一个有效数据

• 文件读取结束：在读完所有数据后，又尝试再读一次，读操作失败

七.文件缓冲区

文件缓冲区：是C 语言标准库在内存中开辟的一块临时存储区域，用来暂存程序和磁盘文件之间的数据。缓冲区的大小根据编译系统决定

数据先写到输出缓冲区中，等到输出缓冲区满了后，再一次性写到硬盘中，但是也有库函数可以设置缓冲区的大小

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，可能导致读写文件有问题