C语言之文件详解

C语言之文件详解

1. 一般在程序设计中的文件类型有两种：程序文件、数据文件。

2. 程序文件：包括源程序文件（.c）、目标文件（.obj）、可执行文件（.exe）

3. 数据文件：该文件的内容不是程序，而是程序运行时读写的数据。本篇博客就是对数据文件的操作的讨论。

1.文件名

• 文件名是一个文件的唯一标识，用于识别和引用该文件。
• 文件名包含3个部分：文件路径+文件名主干+文件后缀
• 如：D:。

2.文件类型

1. 文本文件：数据在内存中以二进制形式存储，若要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要存储前转换。该种以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件。
2. 二进制文件：数据在内存中以二进制形式存储，若不加转换依旧以二进制形式的输出到外存中，该文件即二进制文件。

3.文件缓冲区

• ANSIC标准采用缓冲文件系统处理的数据文件的。
• 缓冲文件系统：指系统自动地在内存种为程序种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。缓冲区的大小根据C编译系统决定的。

4.文件指针

• 每个被使用的文件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，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，取名为FILE。

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

• 创建一个FILE的指针变量： FILE pf;
• 可以通过文件指针变量找到与它关联的文件。

5.文件的打开关闭

• 文件在读写之前应该先打开文件，在读写之后使用该文件结束之后应该关闭文件。

（1）数据文件的打开

• fopen
• FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
• 打开一个文件
• 成功返回该文件的文件指针，失败返回空指针。

（2）数据文件的关闭

• fclose
• int fclose(FILE *stream);
• 关闭一个文件
• 成功返回0，失败返回EOF（文件结束标识符，-1）

//mode：打开方式
"r"(只读，覆盖写)：为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件。如果指定文件不存在则出错。"w"(只写)：为了输出数据，打开一个文本文件。如果指定文件不存在则建立一个新的文件。"a"(追加写)：向文本文件尾添加数据。如果指定文件不存在则出错。"rb"(只读，覆盖写)：为了输入数据，打开一个二进制文件。如果指定文件不存在则出错。"wb"(只写)：为了输出数据，打开一个二进制文件。如果指定文件不存在则建立一个新的文件。"ab"(追加写)：向一个二进制文件尾添加数据。如果指定文件不存在则出错。"r+"(读写)：为了读和写，打开一个文本文件。如果指定文件不存在则出错。"w+"(读写)：为了读和写，建立一个新的文件。如果指定文件不存在则建立一个新的文件。"a+"(读写)：打开一个文件，在文件尾进行读写。如果指定文件不存在则建立一个新的文件。"rb+"(读写)：为了读和写打开一个二进制文件。如果指定文件不存在则出错。"wb+"(读写)：为了读和写，新建一个新的二进制文件。如果指定文件不存在则建立一个新的文件。"ab+"(读写)：打开一个二进制文件，在文件尾进行读和写。如果指定文件不存在则建立一个新的文件。

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;pf = fopen(&#", "w");//以只写模式打开，若不存在该文件则创建。if (pf != NULL){fclose(pf);}return 0;
}

6.文件的读写

（1）数据文件的顺序读写

①fgetc

• int fgetc ( FILE * stream );
• 字符输入函数，从文件中读取一个字符，适用于所有输入流。
• 成功返回读取的字符（提升为int型），失败返回EOF（文件结束标识符，-1）

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;int c;pf = fopen(&#", "r");//以只读模式打开，上面已经创建了该文件。while ((c = fgetc(pf)) != EOF){printf("%c ", c);}printf("n");fclose(pf);return 0;
}

②fputc

• int fputc ( int character, FILE * stream );
• 字符输出函数，将字符输入到文件指针指向的指定文件中，适用于所有输出流。
• 成功返回写入的字符（提升为int型），失败返回EOF（文件结束标识符，-1）

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;int c;pf = fopen(&#", "a");//以追加写模式打开，上面已经创建了该文件。fputc('I', pf);fclose(pf);pf = fopen(&#", "r");//以只读模式打开while ((c = fgetc(pf)) != EOF){printf("%c ", c);}printf("n");fclose(pf);return 0;
}

③fgets

• char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );
• 文本行输入函数，从文件中读取数据，读到换行符为止，适用于所有输入流。从文件中读到程序中。
• 成功返回读到的字符串str，失败或读到文件结尾时返回NULL。

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;char str[100];pf = fopen(&#", "a");//以追加写模式打开，上面已经创建了该文件。fputc('I', pf);fclose(pf);pf = fopen(&#", "r");//以只读模式打开fgets(str, 12, pf);puts(str);fclose(pf);return 0;
}

④fputs

• int fputs ( const char * str, FILE * stream );
• 文本行输出函数，从程序中输出到文件中，向指定文件中写入字符串，适用于所有输出流。
• 成功返回0，失败返回EOF。

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;char str[100];pf = fopen(&#", "a");//以追加写模式打开，上面已经创建了该文件。fputs(" am sheena", pf);fclose(pf);pf = fopen(&#", "r");//以只读模式打开fgets(str, 22, pf);puts(str);fclose(pf);return 0;
}

⑤fprintf

• int fprintf ( FILE * stream, const char * format, … );
• 格式化输出函数，将数据写到文件中，适用于所有输出流。
• 成功返回输出的字符数，失败返回一个负值。
• 和printf用法差不多，只不过fprintf的使用时需要指定写入的文件指针。

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;pf = fopen("mytest.c", "w");fputc('s', pf);fputs("nsheenan", pf);fprintf(pf,"语文：%dn数学：%dn英语：%dn", 98, 110, 99);fclose(pf);return 0;
}

⑥fscanf

• int fscanf ( FILE * stream, const char * format, … );
• 格式化输入函数，对应fprintf，将文件中的数据输入到程序中显示，适用于所有输入流。
• 与fgets区别在于：fscanf遇到换行和空格时结束，而fgets遇到空格不会结束。
• 成功返回输入到程序中的字符个数，失败返回EOF。
• 与scanf一样使用，只不过加一个要读的文件的文件指针。

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;int a, b, c;pf = fopen("mytest.c", "r");fscanf(pf,"语文：%dn数学：%dn英语：%dn", &a, &b, &c);printf("%d,%d,%dn", a, b, c);fclose(pf);return 0;
}

⑦fread

• size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
• 二进制输入，从一个文件中读数据，适用于文件。
• 成功返回读取元素总数，失败或者读到文件末尾返回0。

⑧fwrite

• size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
• 二进制输出，将数据写入文件中，适用于文件。
• 成功返回写入的元素的总数，失败返回0。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>struct TelInfo
{char _name[24];char _tel[16];int _age;
};
char *my_itoa(int n, char* buf)
{assert(buf);int i = 0;while (n){buf[i] = n % 10 + '0';n /= 10;++i;}int begin = 0, end = i - 1;while (begin < end){char tmp = buf[end];buf[end] = buf[begin];buf[begin] = tmp;++begin;--end;}buf[i] = '';return buf;
}
int main()
{struct TelInfo info;strcpy(info._name, "sheena");strcpy(info._tel, "153****5645");info._age = 20;FILE *fp = fopen("telinfo.c", "wb");fwrite(&info, sizeof(info), 1, fp);fclose(fp);struct TelInfo other;FILE *fp2 = fopen("telinfo.c", "rb");fread(&other, sizeof(other), 1, fp2);fclose(fp2);printf("%s,%s,%dn", other._name, other._tel, other._age);return 0;
}

（2）数据文件的随机读写
①fseek

• 根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针
• int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
• 成功返回0，失败返回非0。

//origin
不变	    参考位置
SEEK_SET	文件开始
SEEK_CUR	文件指针的当前位置
SEEK_END	文件结尾*

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;pf = fopen("test.c", "wb");fputs("I am Sheena", pf);fseek(pf, 9, SEEK_SET);fputs("hello", pf);fclose(pf);return 0;
}

②ftell

• 得到文件指针相对于起始位置的偏移量
• long int ftell ( FILE * stream );
• 成功返回当前位置的偏移量，失败返回-1L。

#include <stdio.h>
//获取一个文件的大小
int main()
{FILE *pf;pf = fopen("test.c", "r");fseek(pf, 0, SEEK_END);long int sz = ftell(pf);printf("%dn", sz);fclose(pf);return 0;
}

③rewind

• 让文件指针的位置回到文件起始的位置。
• void rewind ( FILE * stream );
• 无返回值。

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;pf = fopen("test12.c", "w");fputs("hello worldn", pf);rewind(pf);fputs("sheena:n", pf);fclose(pf);return 0;
}

7.文件结束符判定

• 在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接用来判断文件的是否结束。而是应用于当文件读取结束时，判断是读取失败结束，还是读到文件末尾结束。
• 文本文件：判断返回值是否为EOF(fgetc)，NULL(fgets)
• 二进制文件：判断返回值是否小于实际要读的个数。

#include <stdio.h>int main()
{FILE *pf;pf = fopen("test12.c", "r");int c;while ((c = fgetc(pf)) != EOF)putchar(c);if (ferror(pf))puts("error");else if (feof(pf))puts("end of the file");fclose(pf);return 0;
}

8.文件操作的总结

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>struct TelInfo
{char _name[24];char _tel[16];int _age;
};
char *my_itoa(int n, char* buf)
{assert(buf);int i = 0;while (n){buf[i] = n % 10 + '0';n /= 10;++i;}int begin = 0, end = i - 1;while (begin < end){char tmp = buf[end];buf[end] = buf[begin];buf[begin] = tmp;++begin;--end;}buf[i] = '';return buf;
}
int main()
{struct TelInfo info;strcpy(info._name, "sheena");strcpy(info._tel, "153****5645");info._age = 20;方法一：二进制读写法//FILE *fp = fopen("telinfo.c", "wb");//fwrite(&info, sizeof(info), 1, fp);//fclose(fp);//struct TelInfo other;//FILE *fp2 = fopen("telinfo.c", "rb");//fread(&other, sizeof(other), 1, fp2);//fclose(fp2);//printf("%s,%s,%dn", other._name, other._tel, other._age);//方法二：文本读写法1FILE *fpout = fopen("input.c", "w");fputs(info._name, fpout);fputc('n', fpout);fputs(info._tel, fpout);fputc('n', fpout);char age_buf[12];my_itoa(info._age, age_buf);fputs(age_buf, fpout);fputc('n', fpout);fclose(fpout);struct TelInfo other;FILE *fpin = fopen("input.c", "r");fscanf(fpin, "%sn%sn%dn", other._name, other._tel, &other._age);fclose(fpin);printf("%s,%s,%dn", other._name, other._tel, other._age);方法三：文本读写法2//FILE *fp = fopen("telinfo.c", "w");//fprintf(fp, "%sn%sn%dn", info._name, info._tel, info._age);//fclose(fp);////struct TelInfo other;//FILE *fpin = fopen("telinfo.c", "r");//fscanf(fpin, "%sn%sn%dn", other._name, other._tel, &other._age);//fclose(fpin);//printf("%s,%s,%dn", other._name, other._tel, other._age);return 0;
}