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

每次打开一个文件，计算机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 文件打开

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）.c 文件所在路径的 TEST.c 文件

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：

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

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

第二个参数 mode ，传参时，其实 读写权限和读写方式 是结合使用的（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 文件关闭

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 输出字符函数

• 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。这就是输出操作。

  所以 用 fputc 字符输出函数，往文件中输入字符。

  output

在C语言程序运行时，会默认打开三个流： stdin：标准输入流

stdout：标准输出流

stderr：标准错误流

三个标准流，都是 FILE* 类型的

fgetc 输入字符函数

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，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， 这就说明，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）

然后我们回过头来发现，上边我们使用fputc 字符输出函数的时候，每次传入的参数也是同一个变量，但是输出的字符位置却不一样，所以 fputc 函数的使用，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 文本行输出函数

fputs 函数 与 fputc 函数的使用方法类似，只不过本函数是输出一行，而另一个是输出单个字符

以下示例：

#include <stdio.h>

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		printf("打开文件失败\n");
		return 0;
	}
	fputs("Hello Bit\n", pf);
	fputs("Great\n", pf);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

fputs_FILE

同样的，会改变传入的地址，会将传入的地址 向后移动输出的字符串位数 位

fgets 文本行输入函数

fgets 函数的使用方法，就与 fgetc 函数有很大的不同了。

char* fgets(char* string, int n, FILE* stream);

三个参数分别代表：

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

使用方法如下：

#include 

int main()
{
    // 程序运行前需要创建好 test2.txt，并输入相应的内容
	FILE* pf = fopen("test2.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		printf("打开文件失败\n");
		return 0;
	}
	char ch[100] = { 0 };
	fgets(ch, 3, pf);
	printf("%s", ch);

	fgets(ch, 3, pf);
	printf("%s", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

fgets_FILE

fgets 函数可以 自定义每次输入的字符长度 ，即 第二个参数 减 1

并且，每次输入到内存中，如果传参不变，会将已经输入到内存中的数据覆盖

fgets_MEMORY

若，传参大于文件中数据的长度，则输入完整

fgets(ch, 3, pf); >>>>>> fgets(ch, 100, pf);

fgets_FLIE_LONGTH

2.3.4 格式化数据读写

fprintf 格式化输出函数

用结构体来举例：

#include <stdio.h>

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

int main()
{
	struct student xxs = {"July", 20, "male"};
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    if(pf == NULL)
    {
        printf("文件打开失败\n");
        return 0;
	}
    fprintf(pf, "%s %d %s", xxs.name, xxs.age, xxs.sex);
    
    fclose(pf);
    pf = NULL;

	return 0;
}

程序运行结果如下：

fprintf_FILE

同样的，可以将文件指针改为 标准输出流 将内存中的数据输出到 屏幕上，这里就不演示了

fscanf 格式化输入函数

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 二进制输出

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

#include <stdio.h>

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

int main()
{
  struct Stu stu[3] = { {"CSDN", 15, "Not"}, {"July", 19, "Male"}, {"Three", 20, "Male"} };
  FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");		//以二进制输出形式打开文件（写入文件的形式）
  if (pf == NULL)
  {
  	printf("打开文件失败\n");
  	return 0;
  }
  fwrite(&stu, sizeof(struct Stu), 3, pf);

  fclose(pf);
  pf = NULL;

  return 0;
}

fwrite_FILE

文件以记事本打开，发现数据存在乱码，那么究竟是不是二进制数据呢？

fwrite_READ

以二进制编辑器打开，可以发现确实是二进制数据

fread 二进制输入

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

#include 

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

int main()
{
	struct Stu stu[3] = {0};
	FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");		//以二进制输入形式打开文件（读取文件的形式）
 // 打开的文件就是 上边的示例文件
	if (pf == NULL)
	{
		printf("打开文件失败\n");
		return 0;
	}
	fread(&stu, sizeof(struct Stu), 3, pf);

	printf("%s %d %s\n", stu[0].name, stu[0].age, stu[0].sex);
	printf("%s %d %s\n", stu[1].name, stu[1].age, stu[1].sex);
	printf("%s %d %s\n", stu[2].name, stu[2].age, stu[2].sex);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

fread_FILE

2.4 文件的随机读写

2.4.1 定位（指定）文件指针

fseek

• FILE *stream ：文件流

• 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

• 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，时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：

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

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

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 返回偏移量

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