C語(yǔ)言進(jìn)階之文件操作詳解

更新時(shí)間：2022年02月24日 10:57:49 作者：言之命至9012

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C語(yǔ)言進(jìn)階之文件操作，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來(lái)幫助

0. Intro

在使用操作數(shù)據(jù)庫(kù)之前，記錄信息，錄入數(shù)據(jù)需要文件操作，這樣就可以對(duì)諸如通訊錄的程序記錄信息，增加和刪除信息，我們通過(guò)文件可以將數(shù)據(jù)直接存放在電腦的硬盤上，做到數(shù)據(jù)持久化，而不是在內(nèi)存中

1. 文件名

一個(gè)文件要有一個(gè)唯一的文件標(biāo)識(shí)，以便用戶識(shí)別和引用。
文件名包含3部分：文件路徑+文件名主干+文件后綴

例如： c:\demo\test.cpp為了方便起見(jiàn)，文件標(biāo)識(shí)常被稱為文件名。

2. 文件的打開(kāi)和關(guān)閉

2.1 文件指針

每個(gè)被使用的文件都在內(nèi)存中開(kāi)辟了一個(gè)相應(yīng)的文件信息區(qū)，用來(lái)存放文件的相關(guān)信息（如文件的名字，文件狀態(tài)及文件當(dāng)前的位置等）。這些信息是保存在一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量中的。該結(jié)構(gòu)體類型是有系統(tǒng)聲明的，取名FILE.

VS2013編譯環(huán)境提供的stdio.h 頭文件中有以下的文件類型申明：

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

不同的C編譯器的FILE類型包含的內(nèi)容不完全相同，但是大同小異。

每當(dāng)打開(kāi)一個(gè)文件的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)文件的情況自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)FILE結(jié)構(gòu)的變量，并填充其中的信息，使用者不必關(guān)心細(xì)節(jié)。

一般都是通過(guò)一個(gè)FILE*的指針來(lái)維護(hù)這個(gè)FILE結(jié)構(gòu)的變量，這樣使用起來(lái)更加方便。

創(chuàng)建一個(gè)FILE*的指針變量:

FILE* pf;//文件指針變量

定義pf是一個(gè)指向FILE類型數(shù)據(jù)的指針變量?？梢允筽f指向某個(gè)文件的文件信息區(qū)（是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量）。通過(guò)該文件信息區(qū)中的信息就能夠訪問(wèn)該文件。也就是說(shuō)，通過(guò)文件指針變量能夠找到與它關(guān)聯(lián)的文件。

2.2 打開(kāi)和關(guān)閉文件

文件在讀寫之前應(yīng)該先打開(kāi)文件，在使用結(jié)束之后應(yīng)該關(guān)閉文件。

//打開(kāi)文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//關(guān)閉文件
int fclose ( FILE * stream );

文件可以用一下方式操作打開(kāi)

//打開(kāi)文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		//printf("打開(kāi)文件失敗\n");
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	//讀文件
	//關(guān)閉文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

3. 文件順序讀寫

3.1 利用以上函數(shù)實(shí)現(xiàn)拷貝文件操作

int main()
{
	//實(shí)現(xiàn)一個(gè)代碼將data.txt 拷貝一份 生成data2.txt
	FILE* pr = fopen("data.txt", "r");
	if (pr == NULL)
	{
		printf("open for reading: %s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	FILE* pw = fopen("data2.txt", "w");
	if (pw == NULL)
	{
		printf("open for writting: %s\n", strerror(errno));
		fclose(pr);
		pr = NULL;
		return 0;
	}
	//拷貝文件
	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pr)) != EOF)
	{
		fputc(ch, pw);
	}
	fclose(pr);
	pr = NULL;
	fclose(pw);
	pw = NULL;
	return 0;
}

3.2 二進(jìn)制的讀寫

//二進(jìn)制的寫
int main()
{
	struct Stu s[2] = { {"張三", 20, 95.5} , {"lisi", 16, 66.5}};
	FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	//按照二進(jìn)制的方式寫文件
	fwrite(s, sizeof(struct Stu), 2, pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
//二進(jìn)制的讀
//
int main()
{
	struct Stu s[2] = {0};
	FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	//按照二進(jìn)制的方式讀文件
	fread(s, sizeof(struct Stu), 2, pf);
	printf("%s %d %lf\n", s[0].name, s[0].age, s[0].d);
	printf("%s %d %lf\n", s[1].name, s[1].age, s[1].d);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

3.3 格式化輸入輸出函數(shù)

上面函數(shù)的區(qū)別就是

下面是使用示例標(biāo)準(zhǔn)化讀入一個(gè)自定義的結(jié)構(gòu)體

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
	double d;
};
int main()
{
	struct Stu s = { 0 };
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	//讀格式化的數(shù)據(jù)
	fscanf(pf, "%s %d %lf", s.name, &(s.age), &(s.d));
	printf("%s %d %lf\n", s.name, s.age, s.d);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

4. 文件的隨機(jī)讀寫操作

4.1 fseek

根據(jù)文件指針的位置和偏移量來(lái)定位文件指針。也就是從一個(gè)特定的位置偏移多少偏移量

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

使用實(shí)例：

#include <stdio.h>
	int main()
	{
		FILE* pFile;
		pFile = fopen("example.txt", "wb");
		fputs("This is an apple.", pFile);
		fseek(pFile, 9, SEEK_SET);
		fputs(" sam", pFile);
		fclose(pFile);
		return 0;
	}

fseek(pf, 3, SEEK_CUR);
fseek(pf, 5, SEEK_SET);
fseek(pf, -1, SEEK_END);

4.2 ftell

返回文件指針相對(duì)于起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );

4.3 rewind

讓文件指針的位置回到文件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );

使用實(shí)例：

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	//讀文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b
	int ret = ftell(pf);
	printf("%d\n", ret);//2
	rewind(pf);
	fseek(pf, 0, SEEK_SET);
	ret = ftell(pf);
	printf("%d\n", ret);//0
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

5. 文本文件和二進(jìn)制文件

根據(jù)數(shù)據(jù)的組織形式，數(shù)據(jù)文件被稱為文本文件或者二進(jìn)制文件。數(shù)據(jù)在內(nèi)存中以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)，如果不加轉(zhuǎn)換的輸出到外存，就是二進(jìn)制文件。如果要求在外存上以ASCII碼的形式存儲(chǔ)，則需要在存儲(chǔ)前轉(zhuǎn)換。以ASCII字符的形式存儲(chǔ)的文件就是文
本文件。

5.1 一個(gè)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)方式

字符一律以ASCII形式存儲(chǔ)，數(shù)值型數(shù)據(jù)既可以用ASCII形式存儲(chǔ)，也可以使用二進(jìn)制形式存儲(chǔ)。

如有整數(shù)20000，如果以ASCII碼的形式輸出到磁盤，則磁盤中占用5個(gè)字節(jié)（每個(gè)字符一個(gè)字節(jié)），而二進(jìn)制形式輸出，則在磁盤上只占4個(gè)字節(jié)（VS2013）。

6. 文件讀取錯(cuò)誤的判定

6.1 被錯(cuò)誤使用的feof

在文件讀取過(guò)程中，不能用feof函數(shù)的返回值直接用來(lái)判斷文件的是否結(jié)束

而是應(yīng)用于當(dāng)文件讀取結(jié)束的時(shí)候，判斷是讀取失敗結(jié)束，還是遇到文件尾結(jié)束。

文本文件讀取是否結(jié)束，判斷返回值是否為EOF （ fgetc ），或者NULL （ fgets）

fgetc 判斷是否為EOF

fgets 判斷返回值是否為NULL

二進(jìn)制文件的讀取結(jié)束判斷，判斷返回值是否小于實(shí)際要讀的個(gè)數(shù)。

fread判斷返回值是否小于實(shí)際要讀的個(gè)數(shù)。

int main(void)
{
	int c; // 注意：int，非char，要求處理EOF
	FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
	if (!fp) {
		perror("File opening failed");
		return EXIT_FAILURE;
	}
	//fgetc 當(dāng)讀取失敗的時(shí)候或者遇到文件結(jié)束的時(shí)候，都會(huì)返回EOF
	while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 標(biāo)準(zhǔn)C I/O讀取文件循環(huán)
	{
		putchar(c);
	}
		//判斷是什么原因結(jié)束的
		if (ferror(fp))
			puts("I/O error when reading");
		else if (feof(fp))
			puts("End of file reached successfully");
	fclose(fp);
}

二進(jìn)制文件

enum { SIZE = 5 };
int main()
{
	double a[SIZE] = { 1.,2.,3.,4.,5. };
	FILE* fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必須用二進(jìn)制模式
	fwrite(a, sizeof * a, SIZE, fp); // 寫 double 的數(shù)組
	fclose(fp);
	double b[SIZE];
	fp = fopen("test.bin", "rb");
	size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, SIZE, fp); // 讀 double 的數(shù)組
	if (ret_code == SIZE) {
		puts("Array read successfully, contents: ");
		for (int n = 0; n < SIZE; ++n) printf("%f ", b[n]);
		putchar('\n');
	}
	else { // error handling
		if (feof(fp))
			printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
		else if (ferror(fp)) {
			perror("Error reading test.bin");
		}
	}
	fclose(fp);
}

7. 文件緩沖區(qū)

ANSIC 標(biāo)準(zhǔn)采用**“緩沖文件系統(tǒng)”處理的數(shù)據(jù)文件，所謂緩沖文件系統(tǒng)是指系統(tǒng)自動(dòng)地在內(nèi)存中為程序中每一個(gè)正在使用的文件開(kāi)辟一塊“文件緩沖區(qū)”**。從內(nèi)存向磁盤輸出數(shù)據(jù)會(huì)先送到內(nèi)存中的緩沖區(qū)，裝滿緩沖區(qū)后才一起送到磁盤上。如果從磁盤向計(jì)算機(jī)讀入數(shù)據(jù)，則從磁盤文件中讀取數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)存緩沖區(qū)（充滿緩沖區(qū)），然后再?gòu)木彌_區(qū)逐個(gè)地將數(shù)據(jù) 送到程序數(shù)據(jù)區(qū)（程序變量等）。緩沖區(qū)的大小根據(jù)C編譯系統(tǒng)決定的。

刷新緩沖區(qū)的意思就是為了立馬看到緩沖區(qū)里的東西，不用再積累到滿再輸出

測(cè)試代碼，下面的這個(gè)代碼其實(shí)就是在說(shuō)在Sleep的時(shí)候程序是寫數(shù)據(jù)時(shí)先寫到緩沖區(qū)中，當(dāng)主動(dòng)刷新的時(shí)候就會(huì)把數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)寫入硬盤，主動(dòng)刷新可以使用函數(shù)fflush,當(dāng)然再關(guān)閉文件的時(shí)候其實(shí)也是會(huì)自動(dòng)刷新的，所以關(guān)閉文件很重要，Java文件操作也是要關(guān)閉文件

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2013 WIN10環(huán)境測(cè)試
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	fputs("abcdef", pf);//先將代碼放在輸出緩沖區(qū)
	printf("睡眠10秒-已經(jīng)寫數(shù)據(jù)了，打開(kāi)test.txt文件，發(fā)現(xiàn)文件沒(méi)有內(nèi)容\n");
	Sleep(10000);
	printf("刷新緩沖區(qū)\n");
	fflush(pf);//刷新緩沖區(qū)時(shí)，才將輸出緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫到文件（磁盤）
	//注：fflush 在高版本的VS上不能使用了
	printf("再睡眠10秒-此時(shí)，再次打開(kāi)test.txt文件，文件有內(nèi)容了\n");
	Sleep(10000);
	fclose(pf);
	//注：fclose在關(guān)閉文件的時(shí)候，也會(huì)刷新緩沖區(qū)
	pf = NULL;
	return 0;
}