C语言中的文件操作

为了防止通讯录程序退出时数据消失，我们必须要将数据持久化，把数据存放到磁盘、存放到数据库，使用文件可以直接将数据放在电脑的硬盘上。

一、什么是文件

磁盘上的文件是文件。

从文件功能分类：程序文件、数据文件。

1、程序文件

源程序文件（后缀为.c），目标文件（后缀为.obj），可执行程序（后缀为.exe）。

2、数据文件

数据文件是程序运行时需要从中读取数据的文件，或者输出内容的文件。

3、文件名

文件名即文件标识，包含：文件路径+文件名主干+文件后缀

例如：

C:\数学建模\数学模型作业.docx

二、文件的打开和关闭

1、文件指针

被使用的文件在内存中开辟了文件信息区，存放文件的名字、状态、当前位置等信息，这些信息保存在结构体变量中，结构体类型取名FILE。

不同的C编译器的FILE类型包含的内容大同小异：

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

打开文件的时候，系统自动创建一个FILE结构的变量，并填充信息。

定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量，使pf指向某个文件的文件信息区，并访问文件。

2、文件的打开和关闭

编写程序时，打开文件的时候，返回一个FILE*指针变量指向该文件。

//打开文件
FILE* fopen(const char* filename, const char* mode);
//关闭文件
int fclose(FILE* stream);

mode代表文件的打开模式，打开方式如下：

代码展示：

#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
    FILE* pFile;
    pFile = fopen("myfile.txt", "w");//打开文件
    if (pFile == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        return 1;
    }
    //写(输出)文件
    fputs("fopen example", pFile);
    //关闭文件
    fclose(pFile);
    pFile = NULL;
    return 0;
}

三、文件的顺序读写

功能函数名适用于字符输入函数fgetc所以输入流字符输出函数fputc所有输出流文本行输入函数fgets所有输入流文本行输出函数fputs所有输出流格式化输入函数fscanf所有输入流格式化输出函数fprintf所有输出流二进制输入fread文件二进制输出fwrite文件

文件的顺序读写库函数使用举例：

#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    if (pf = NULL)
    {
        printf("5s\n", strerror(errno));
        return 1;
    }
    //写文件
    char i = 0;
    for (i = 'a'; i <= 'z'; i++)
    {
        fputs(i, pf);
    }
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}
//读一个字符
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        return 1;
    }
    //读文件
    char ch = 0;
    while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
    {
        printf("%c\n", ch);
    }
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}
//写一行数据
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    if (pf == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        return 1;
    }
    //写一行数据
    fputs("get money\n", pf);
    fputs("get meney\n", pf);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}
//读一行数据
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", pf);
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    char arr[20];
    fgets(arr, 20, pf);
    printf("%s\n", arr);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}
//格式化输入输出
struct S
{
    char arr[20];
    int age;
    float score;
};
struct S s = { 0 };
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if(pf==NULL)
    { 
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    fscanf(pf, "%s %d %f", s.arr, &(s.age), &(s.score));
    fprintf(stdout, "%s %d %s", s.arr, s.age, s.score);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}
//以二进制形式输入输出
int main()
{
    struct S s = { 0 };
    FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
    if (pf = NULL)
    {
        perror(pf);
        return 1;
    }
    //二进制方式读
    fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
    printf("%s %d %f\n", s.arr, s.age, s.score);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}
int main()
{
    struct S s = { "sunlang",25,50.f };
    FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

scanf/fscanf/sscanf与printf/fprintf/sprintf的对比：

scanf是针对标准输入的格式化输入语句

printf是针对标准输出的格式化输出语句

fscanf是针对所有输入流的格式化输入语句

fprintf是针对所有输出流的格式化输出语句

sscanf是从一个字符串中转化出一个格式化的数据

sprinf是把一个格式化的数据转化成字符串

//sscanf与sprintf的举例：
struct S
{
    char arr[10];
    int age;
    float score;
};
int main()
{
    struct S s = { "zhangsan",20,55.5f };
    struct S tmp = { 0 };
    char a[100] = { 0 };
    //把s中的格式化数据转化成字符串放到a中
    sprintf(a, "%s %d %f", s.arr, s.age, s.score);
    //从字符串a中获取一个格式化的数据到tmp中
    sscnaf(a, "%s %d %f", tmp.arr, &(tmp.age), tmp.score);
    return 0;
}

四、文件的随机读写

1、fseek

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 );

使用举例：

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;
}

2、ftell

返回文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );

使用举例：

int main()
{
    FILE* pFile;
    long size;
    pFile = fopen("myfile.txt", "rb");
    if (pFile == NULL)
    {
        perror("Error opening file");
    }
    else
    {
        fseek(pFile, 0, SEEK_END);
        size = ftell(pFile);
        fclose(pFile);
        printf("Size of myfile.txt:%ld bytes.\n", size);
    }
    return 0;
}

3、rewind

让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );

使用举例：

#include <stdio.h>

int main ()
{
  int n;
  FILE * pFile;
  char buffer [27];

  pFile = fopen ("myfile.txt","w+");
  for ( n='A' ; n<='Z' ; n++)
    fputc ( n, pFile);
  rewind (pFile);
  fread (buffer,1,26,pFile);
  fclose (pFile);
  buffer[26]='\0';
  puts (buffer);
  return 0;
}

五、文本文件和二进制文件

二进制文件：数据在内存中以二进制的形式存储，不加转换地输出到外存

文本文件：需要在存储前转换，以ASCII字符的形式存储的文件

字符用ASCII形式存储，数值型数据用ASCII形式或二进制形式存储。

例子：

int main()
{
    int a = 10000;
    FILE* pf = fopen("text.txt", "wb");
    fwrite(&a, 4, 1, pf);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

六、文件读取结束的判定

feof函数：表示在文件读取结束的时候，文件结束的原因：是读取失败，还是遇到文件结尾。

判断文件读取是否结束：fgetc判断是否为EOF；fgets判断返回值是否小于实际要读的个数。

二进制文件读取结束判断：返回值是否小于实际要读的个数，fread判断返回值是否小于实际要读的个数。

案例说明：

判断文本文件读取结束：

#include <stdlib.h>
int main(void)
{
    int c; 
    FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
    if (!fp) {
        perror("File opening failed");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    while ((c = fgetc(fp)) != EOF) 
    {
        putchar(c);
    }
        if (ferror(fp))
            puts("I/O error when reading");
        else if (feof(fp))
            puts("End of file reached successfully");
    fclose(fp);
}

判断二进制文件读取结束：

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

七、文件缓冲区

因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件中操作结束时的时候关闭文件。

#include <windows.h>
int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    fputs("abcdef", pf);
    printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt文件，发现文件没有内容\n");
    Sleep(10000);
    printf("刷新缓冲区\n");
    fflush(pf);
    printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt文件，文件有内容了\n");
    Sleep(10000);
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

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