文件操作

一. 文件的分类

1. 程序文件

   比如:

   C语言的源程序文件( .c 为后缀的文件 )

   目标文件( 在Windows环境中 以 .obj 为后缀 )

   可执行程序文件( 在Windows环境中 以 .exe 为后缀 )

2. 数据文件

   数据文件的内容, 不一定是程序

   可以是程序运行时所需要读取、改变的数据

比如:

存在两个源文件test1.c test2.c

如果test1.c文件可以对test2.c文件中的数据进行读取等操作, 那么test1.c就是程序文件, test2.c就是数据文件

二. 文件的操作

2.1 文件指针

文件信息区:

在C语言中, 每次打开一个文件, 操作系统都会在内存中开辟一块区域来存放该文件的各种信息(比如文件名、文件的状态、文件的地址、文件的大小等)

这些信息都存放在一个结构体变量中, 此结构体变量的类型默认被系统声明为 FILE

所以, 被使用文件的文件信息区, 本质上就是一个FILE 类型的结构体变量

每当一个文件打开后, 计算机会自动根据文件的状态、情况自动生成一个FILE类型的结构体变量, 并存入该文件的各种信息

FILE 类型的具体成员, 内容。在不同的编译器中是不完全相同的, 但是差别不大

2.2 文件的打开与关闭

fopen()

1. 第一个参数filename

   应该传入 需打开文件的文件名尽量详细需要打开的文件名, 如: C:\\Program Files\\TEST.c

   若只传入TEST.c, 只会默认打开(创建), 运行可执行程序时, 用户所在路径的 TEST.c 文件

2. 第二个参数 mode, 应该传入 表示文件打开模式（方式）的字符串

   具体的模式有:

   1. 表示读写权限的

      字符串	权限	说明
      "r"	只读	只允许读取, 不允许写入. 文件必须存在, 否则打开失败
      "w"	写入	若文件不存在, 则创建一个新文件; 若文件存在, 则清空文件内容
      "a"	追加	若文件不存在, 则创建一个新文件; 若文件存在, 则将写入的数据追加到文件的末尾
      "r+"	读写	既可以读取也可以写入. 文件必须存在, 否则打开失败
      "w+"	写入	既可以读取也可以写入. 若文件不存在, 则创建一个新文件；若文件存在, 则清空文件内容
      "a+"	追加	既可以读取也可以写入. 若文件不存在, 则创建一个新文件; 若文件存在, 则将写入的数据追加到文件的末尾

   2. 表示读写方式的:

      字符串	说明
      "t"	以文本文件方式读写
      "b"	以二进制文件方式读写

   其实, 文件打开方式由 r、w、a、t、b、+ 六个字符拼成, 各字符的含义是:

   • r(read): 读取
   • w(write): 写入
   • a(append): 追加
   • t(text): 文本文件
   • b(binary): 二进制文件
   • +: 读取和写入

   且mode, 传参时, 读写权限和读写方式 是可以结合使用的, 但必须将 读写方式 放在 读写权限 的 中间或者尾部, 不过 读写方式可以忽略不写, 忽略的情况下, 默认为 "t", 即默认以文本文件的方式进行读写

   读写权限 及 读写方式 的结合使用, 例:

   读写方式放在读写权限的尾部 "rt"、"rb"、"r+t"、"r+b"、"wt"、"w+b"、"at"等等

   读写方式放在读写权限的中间 "rt+"、"rb+"、"wt+"、"wb+"等等

fclose()

参数的类型是 FILE* 的指针变量, 此指针变量 需指向 已打开文件的文件信息区的地址

例如

#include 

int main () {
 //打开文件
	FILE * pf = fopen ("test.txt","w");
	if (pf != NULL) {
	//文件操作
  	//…………
   	//关闭文件
		fclose (pf);
 		pf = NULL;
   	}
    
	return 0;
}

2.3 文件的顺序读写

2.3.1 文件读写函数

2.3.2 单个字符读写

fputc()

• 输入

  在一般的认知中, 用键盘打字, 就算是输入了

  但在文件操作中, 输入, 指 从键盘获取的内容 存入 内存中; 也可以指 文件中的内容 存入 内存中

  输入的终点, 是内存, 而不是文件

  input

• 输出

  与输入相反, 在文件操作中, 把 内存中的数据 输出显示到 屏幕上, 或是 输出到 文件中, 这才是输出操作

  所以, 用fputc 字符输出函数, 往文件中输入字符

  output

fgetc()

fgetc函数, 传参传入的是 需要被存放到内存中的 文件的数据 的地址

并且, 在程序执行时 屏幕上输出的内容是不同的, 这意味着 fgetc 函数读到的数据是不同的, 但传入的参数均为 变量pf, 这说明, fgetc函数会将传入的地址向后移动一位(移动到下一次需要读取的数据的地址)

然后, 上边使用fputc字符输出函数的时候, 每次传入的参数也是同一个变量, 但是输出的字符却不一样, 所以 fputc函数每次传入相同的函数进行调用, 也会将传入的地址向后移动一位, 以便下一次输出不覆盖之前的输出

2.3.3 整行字符读写

fputs()

fgets()

1. string: 需要输入的字符串地址
2. n: 需要输入到第几位
3. stream: 读取的文件的文件指针

2.3.4 格式化数据读写

fprintf()

fscanf()

还是用结构体来举例, 不过这次是将文件中的数据存入内存中:

#include 

struct student {
   char name[20];
   int age;
   char sex[10];
};

int main() {
   struct student xxs = { 0 };
   
   FILE* pf = fopen("test2.txt", "r");
   if(pf == NULL) {
       printf("文件打开失败\n");
       return 0;
   }
   
   fscanf(pf, "%s %d %s", xxs.name, &(xxs.age), xxs.sex);
   printf("%s %d %s", xxs.name, xxs.age, xxs.sex);

   fclose(pf);
   pf = NULL;

   return 0;
}

程序运行结果如下:

fscanf_FILE

2.3.5 二进制读写

fwrite()

1. const void* buffer: 需要输出到文件的数据
2. size_t size: 需要写入的数据的类型（大小）
3. size_t count: 需要写入的数据的个数
4. FILE* stream: 文件流

fread 二进制输入

1. void* buffer: 需要输入内存的地址
2. size_t size: 读取的文件中的数据的类型的大小
3. size_t count: 读取的数据的个数
4. FILE* stream: 需要读取的文件流

2.4 文件的随机读写

2.4.1 定位(指定)文件指针

fseek()

1. FILE *stream: 文件流

2. long offset: 偏移量

   就是需要指定 文件指针 从初始位置偏移的位数

3. int origin: 文件指针 开始偏移的初始位置

   此参数 C语言 给定了三个宏:

   SEEK_CUR

   文件指针当前在文件流内容中的位置

   即 不改变文件指针的位置, 使文件指针 从当前位置 开始偏移

   SEEK_END

   此文件流内容的末尾

   即 将文件指针指向文件流内容的末字符之后, 使文件指针 从文件流内容的末位 开始偏移

   SEEK_SET

   此文件流内容的开始

   即 将文件指针指向文件流内容的首位, 使文件指针 从文件流内容的首位 开始偏移

首先, 我们先创建一个文件（我这里路径是 D:\TEST.txt ）, 并输入内容

fseek_TEST

当我们不使用 fseek 函数时,

#include 
#include 
#include 

int main() {
  FILE* pf = fopen("D:\\TEST.txt", "r");
  if (pf == NULL) {
  	printf("fopen::%s", strerror(errno));
  	return 0;
  }
   
  int ch = 0;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
       // 进行 10 次循环 
  	ch = fgetc(pf);
  	printf("%c\n", ch);
  }

  fclose(pf);
  pf = NULL;

  return 0;
}

这段代码的运行结果是:

此时, 文件指针应该在 文件内容的 k 字符上

如果再使用ch = fgetc(pf), 并输出ch存入的字符, 将输出k

但是, 如果这时候我们使用 fseek 函数, 就可以将文件指针定位到文件内容的其他地方, 使文件指针指向的文件内容改变:

#include 
#include 
#include 

int main() {
   FILE* pf = fopen("D:\\TEST.txt", "r");
   if (pf == NULL) {
       printf("fopen::%s", strerror(errno));
       return 0;
   }

   int ch = 0;
   for (int i = 0; i < 10; i++) {
       // 进行 10 次循环 
       ch = fgetc(pf);
       printf("%c\n", ch);
   }

   fseek(pf, 10, SEEK_CUR);	//使文件指针, 从当前位置向后偏移 10 个字符
   //fseek(pf, 15, SEEK_SET);	//使文件指针, 从文件内容的首位, 向后偏移 15 个字符
   //fseek(pf, -5, SEEK_END);	//使文件指针, 从文件内容的末字符之后, 向后偏移 -5 个字符（向前偏移 5 个字符）

   ch = fgetc(pf);
   printf("ch = %c\n", ch);

   fclose(pf);
   pf = NULL;

   return 0;
}

fseek 函数, 三次使用的运行结果 分别为:

1. fseek(pf, 10, SEEK_CUR);

   fseek_SEEK_CUR

   文件指针从当前位置向后偏移 10 个字符, 到 u

2. fseek(pf, 15, SEEK_SET);

   fseek_SEEK_SET

   文件指针从文件内容的首位, 想后偏移 15 个字符, 到 p

3. fseek(pf, -5, SEEK_END);

   fseek_SEEK_END

   文件字符从文件内容的末字符之后, 向 前 偏移 5 个字符, 到 v

2.4.2 获取偏移量

ftell()

#include 
#include 
#include 

int main() {
	FILE* pf = fopen("D:\\TEST.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		printf("fopen::%s", strerror(errno));
		return 0;
	}
    
	int ch = 0;
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	long ret = ftell(pf);
	printf("%ld\n", ret);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

上述代码的运行结果:

ftell_FILE

两次 fget(pf) 之后, 计算偏移量 为 2;

2.4.3 返回初始位置

rewind()

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main() {
	FILE* pf = fopen("D:\\TEST.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		printf("fopen::%s", strerror(errno));
        
		return 0;
	}
    
	int ch = 0;

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	long ret = ftell(pf);
	printf("%ld\n", ret);

	rewind(pf);
	ret = ftell(pf);
	printf("%ld\n", ret);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

代码运行结果:

rewind_FILE