C語言全面細致講解文件操作
什么是文件
磁盤上的文件是文件。但是在程序設計中,我們一般談的文件有兩種:程序文件、數(shù)據(jù)文件(從文件功能的角度來分類的)。
程序文件
包括源程序文件(后綴為.c),目標文件(windows環(huán)境后綴為.obj),可執(zhí)行程序(windows環(huán)境
后綴為.exe)。
數(shù)據(jù)文件
文件的內容不一定是程序,而是程序運行時讀寫的數(shù)據(jù),比如程序運行需要從中讀取數(shù)據(jù)的文件,或者輸出內容的文件。
在這里我們主要說的是討論的是數(shù)據(jù)文件。在以前所處理數(shù)據(jù)的輸入輸出都是以終端為對象的,即從終端的鍵盤輸入數(shù)據(jù),運行結果顯示到顯示器上。
文件名
一個文件要有一個唯一的文件標識,以便用戶識別和引用。
文件名包含3部分:文件路徑+文件名主干+文件后綴
例如: c:\code\test.txt
為了方便起見,文件標識常被稱為文件名。
文件指針
每個被使用的文件都在內存中開辟了一個相應的文件信息區(qū),用來存放文件的相關信息(如文件的名字,文件狀態(tài)及文件當前的位置等)。這些信息是保存在一個結構體變量中的。該結構體類型是有系統(tǒng)聲明的,取名FILE.
不同的C編譯器的FILE類型包含的內容不完全相同,但是大同小異。
每當打開一個文件的時候,系統(tǒng)會根據(jù)文件的情況自動創(chuàng)建一個FILE結構的變量,并填充其中的信息,使用者不必關心細節(jié)。 一般都是通過一個FILE的指針來維護這個FILE結構的變量,這樣使用起來更加方便。
例如:
FILE* pf;//文件指針變量
定義pf是一個指向FILE類型數(shù)據(jù)的指針變量??梢允筽f指向某個文件的文件信息區(qū)(是一個結構體變量)。通過該文件信息區(qū)中的信息就能夠訪問該文件。也就是說,通過文件指針變量能夠找到與它關聯(lián)的文件。
文件的打開和關閉
文件在讀寫之前應該先打開文件,在使用結束之后應該關閉文件。
在編寫程序的時候,在打開文件的同時,都會返回一個FILE*的指針變量指向該文件,也相當于建立了指針和文件的關系。
ANSIC 規(guī)定使用fopen函數(shù)來打開文件,fclose來關閉文件。
標準定義:
//打開文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//關閉文件
int fclose ( FILE * stream );
舉個例子:
#include <stdio.h> int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//打開文件,以寫的方式打開,文件名叫"test,txt" if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } //文件操作 //關閉文件 fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
在這里我們可以看看文件的使用方式:
由圖我們可以知道文件的使用圍繞讀和寫進行。
文件的順序讀寫
字符輸入輸出函數(shù)
fputc字符輸出函數(shù)
int fputc ( int character, FILE * stream );//庫函數(shù)中的定義
將字符寫進數(shù)據(jù)流中,字符被寫入流的內部位置指示器指示的位置,然后自動前進一個。通俗點來說就是文件在被操作過程的時候其實是有一個位置信息的,在操作過程中時刻發(fā)生變化
#include <stdio.h> int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//打開文件名,以寫的方式打開 if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } 寫文件 fputc('a', pf);//往文件里輸出 fputc('b', pf); fputc('c', pf); //文件在被操作過程的時候其實是有一個位置信息的,在操作過程中時刻發(fā)生變化 關閉文件 fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
這時候我們打開我們這個代碼所在位置,可以看到里面有’test.txt"這個文件,打開這個文件可以看到我們寫入的字符
在我們找’test.txt"這個文件的時候我們要注意我們是否打開了文件擴展名,如果你沒有打開的話,可能就找不到’test.txt"文件了。具體操作如下:
fgetc(字符輸入函數(shù))
int fgetc ( FILE * stream );
從流中獲取字符返回指定流的內部文件位置指示符當前指向的字符。 然后,內部文件位置指示器前進到下一個字符。
如果調用時流位于文件末尾,該函數(shù)將返回EOF并設置流的文件結尾指示符(feof)。
如果發(fā)生讀取錯誤,函數(shù)將返回EOF并設置流的錯誤指示器(ferror)。
#include <stdio.h> int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//打開文件名,以讀的方式打開 if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } //讀文件 char ch=fgetc(pf);//這是我們不知道讀到了什么可以打出來看看 printf("%c\n", ch); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); //關閉文件 fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
這時我們打開剛剛生成的文件’test.txt",往里面寫入xyz三個字符,讀的時候打印出來看看讀到了什么。
所以我們可以知道,當我們讀取的時候,讀完一個字符,文件的位置信息就會發(fā)生變化,每次讀取完,它會自動往下一個字符位置走。
擴展:
我們還可以利用上面兩個函數(shù)將一個文件內容拷貝到另一個文件中。
例如:
#include <stdio.h> int main() { FILE* pfRead = fopen("test1.txt", "r"); if (pfRead == NULL) { perror("open file for reading"); return 1; } FILE* pfWrite = fopen("test2.txt", "w"); if (pfWrite == NULL) { perror("open file for reading"); fclose(pfRead); pfRead = NULL; return 1; } char ch = 0; while((ch = fgetc(pfRead)) != EOF) { fputc(ch, pfWrite); } //關閉文件 fclose(pfRead); pfRead = NULL; fclose(pfWrite); pfWrite = NULL; return 0; }
這個時候我們先去創(chuàng)建一個"test.txt"文件,然后我們將這段代碼放進去,然后再點擊編譯看看效果。
點擊編譯后我們看看效果:
這樣子就成功將"test1.txt"中的內容拷貝到"test1.txt"里了。
字符串輸入輸出函數(shù)(fgets,fputs)
字符串輸出函數(shù)fputs:
int fputs ( const char * str, FILE * stream );
將str指向的C字符串寫入流。函數(shù)從指定的地址(str)開始復制,直到到達終止的空字符(’\0’)。此終止空字符不會復制到流中。并且它不會自動在末尾追加換行符,如果我們需要換行處理,可以自己在末尾加上換行符" \n"。
舉個例子:
#include <stdio.h> int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//打開文件名,以寫的方式打開 if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } //寫數(shù)據(jù) fputs("hello world\n",pf);\\不會自動換行,所以自己可以加上換行符 fputs("haha\n", pf); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
將字符串"hello world"和"haha"寫入文件名為"test.txt"文件中。這時讓我們打開這個文件:
字符串輸入函數(shù)fgets
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );
從流中讀取字符,并將其作為C字符串存儲到str中,直到讀?。╪um-1)個字符,或者到達換行符或文件結尾,以先發(fā)生的為準。num為str的大小。
舉個例子:
#include <stdio.h> int main() { char input [20]= { 0 };//將讀到的數(shù)據(jù)存放進來 FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//打開文件名,以寫的方式打開 if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } //讀數(shù)據(jù) fgets(input, 20, pf); printf("%s", input); fgets(input, 20, pf); printf("%s", input); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
將我們上面pf指向的"test.txt"文件中的字符串"hello world"和"haha"讀出來,并放在input中然后將其打印出來。
格式化輸入輸出函數(shù)(fscanf,fprintf)
格式化輸出函數(shù)fprintf
int fprintf ( FILE * stream, const char * format, … );
將格式指向的C字符串寫入流。如果format包含格式說明符(子序列以%開頭),則format后面的附加參數(shù)將被格式化并插入結果字符串中,以替換其各自的說明符。
舉個例子:
#include <stdio.h> struct stu { char name[20]; int age; float score; }; int main() { struct stu s = { "zhangsan",20,66.5f }; FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL) { perror("fopen");//如果打開失敗,打印失敗原因 return 1; } fprintf(pf, " %s %d %f", s.name, s.age, s.score); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
將結構變量s里面的s.name, s.age ,s.score,分別以字符串,整數(shù),浮點型形式寫入pf指向的文件"test.txt"中。
格式化輸入函數(shù)fscanf
int fscanf ( FILE * stream, const char * format, … );
從流中讀取數(shù)據(jù),并根據(jù)參數(shù)格式將其存儲到附加參數(shù)所指向的位置。附加參數(shù)應指向已分配的對象,該對象的類型由格式字符串中相應的格式說明符指定。
舉個例子:
#include <stdio.h> struct stu { char name[20]; int age; float score; }; int main() { struct stu s = { 0 }; FILE* pf = fopen("test.txt", "r"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } fscanf(pf, "%s %d %f", s.name,&( s.age), &(s.score)); printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
從pf指向的"test.txt"中將數(shù)據(jù)分別以字符串,整數(shù),浮點型形式讀到結構體變量s中name,age,score中去。
二進制輸入輸出函數(shù)(fread,fwrite)
二進制輸出函數(shù)fwrite
size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
將數(shù)據(jù)塊寫入流中,將ptr指向的內存塊寫入流中的當前位置,每個元素的大小為字節(jié)(size)。count為一共寫入數(shù)據(jù)個數(shù)。
舉個例子:
#include <stdio.h> struct stu { char name[20]; int age; float score; }; #include <stdio.h> int main() { struct stu s = { "zhangsan",20,66.5f }; FILE* pf = fopen("test.txt", "wb"); if (pf == NULL) { perror("fopen file for writting"); return 1; } fwrite(&s,sizeof(struct stu),1,pf); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
對結構體變量取地址,將結構體變量s里面的內容寫入pf指向的"test.txt"中,結構體變量大小為sizeof(struct stu),且寫入的變量只有一個。
這個時候我們打開文件,我們會發(fā)現(xiàn)是我們看不懂的字符,這是為什么呢?
字符串不管是以文本形式還是二進制形式放進去,內存中數(shù)據(jù)都一樣,但是整形和浮點型它們以ASCII和二進制形式放進去,內存中數(shù)據(jù)是不一樣的。
二進制輸入函數(shù)fread
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
從流中讀取數(shù)據(jù)塊,從流中讀取計數(shù)元素數(shù)組,每個元素的大小為大小字節(jié),并將它們存儲在ptr指定的內存塊中。如果成功,則讀取的字節(jié)總數(shù)為(size*count)。
舉個例子:因為剛剛寫入的數(shù)據(jù)我們是看不懂的,但是編譯器懂,我們現(xiàn)在將它讀出來看看效果。
#include <stdio.h> struct stu { char name[20]; int age; float score; }; #include <stdio.h> int main() { struct stu s = {0 }; FILE* pf = fopen("test.txt", "rb"); if (pf == NULL) { perror("fopen file for writting"); return 1; } fread(&s, sizeof(struct stu), 1,pf); printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
這時候我們看到讀出來了,對結構體變量取地址,將pf指向的"test.txt"里面的數(shù)據(jù)讀到結構體變量s里去,結構體大小為sizeof(struct stu),讀出來了一個結構體變量s。
文件的隨機讀寫
fseek
根據(jù)文件指針的位置和偏移量來定位文件指針。
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
long int offset是偏移量, int origin是偏移起始位置。
在這里我們介紹三個偏移位置:
SEEK_SET:從起始位置開始偏移
SEEK_END:從末尾開始偏移
SEEK_CUR:從當前位置開始偏移
舉個例子:
#include <stdio.h> int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL) { perror("open"); return 1; } fputs("ABCDEF", pf); fseek(pf,2, SEEK_SET);//從起始位置開始偏移 /*fseek(pf,-2, SEEK_CUR);*///從當前位置開始偏移 /*fseek(pf,-3, SEEK_END);*///從末尾開始偏移 fputc('G', pf); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
ftell
返回文件指針相對于起始位置的偏移量
long int ftell ( FILE * stream );
舉個例子:
#include <stdio.h> int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL) { perror("open"); return 1; } fputs("ABCDEF", pf); fseek(pf,2, SEEK_SET);//這時候指針指向了從起始位置開始偏移,偏移量為2的位置上的C int ret = ftell(pf);//因為此時指針指向C,它相當于起始位置偏移量為2 printf("ret = %d\n", ret); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
文件讀取結束的判定
feof這個函數(shù)要牢記:在文件讀取過程中,不能用feof函數(shù)的返回值直接用來判斷文件的是否結束。
而是應用于當文件讀取結束的時候,判斷是讀取失敗結束,還是遇到文件尾結束。
1.文本文件讀取是否結束,判斷返回值是否為 EOF ( fgetc ),或者 NULL ( fgets )
例如:
fgetc 判斷是否為 EOF .
fgets 判斷返回值是否為 NULL .
2.二進制文件的讀取結束判斷,判斷返回值是否小于實際要讀的個數(shù)。
例如:
fread判斷返回值是否小于實際要讀的個數(shù)。
舉個文本文件例子:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> 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 當讀取失敗的時候或者遇到文件結束的時候,都會返回EOF while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 標準C I/O讀取文件循環(huán) { putchar(c); } //判斷是什么原因結束的 if (ferror(fp)) puts("I/O error when reading"); else if (feof(fp)) puts("End of file reached successfully"); fclose(fp); }
二進制文件例子:
#include <stdio.h> enum { SIZE = 5 }; int main(void) { double a[SIZE] = {1.,2.,3.,4.,5.}; FILE *fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必須用二進制模式 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); }
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