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相关代码gitee自取：

C语言学习日记: 加油努力 (gitee.com)

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接上期：

学C的第三十二天【动态内存管理】_高高的胖子的博客-CSDN博客

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1 .为什么要使用文件

  • 以前面写的通讯录为例，当通讯录运行起来的时候，可以给通讯录中增加、删除数据，
    此时数据是存放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，
    等下次运行通讯录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很难受。

  • 既然是通讯录就应该把信息记录下来，
    只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。
    这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有：
    把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。

  • 使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。

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2 . 什么是文件

磁盘上的文件是文件。

但在程序设计中，平常讲的文件有两种（从文件功能角度分类）：

程序文件 和 数据文件

（1）. 程序文件：

包括：

  • 源文件（后缀为 .c ）
  • 目标文件（windows环境后缀为 .obj ）
  • 可执行程序（windows环境后缀为 .exe ）

（2）. 数据文件：

数据文件的内容不一定是程序，而是程序运行时读写的数据，

比如程序运行需要从中读取数据的文件， 或者输出内容的文件。

这篇博客讨论的也是数据文件。

之前博客所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，

即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。

其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，

当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，

这里处理的就是磁盘上的文件。

（3）. 文件名：

一个文件要有一个唯一的文件标识，以便用户识别和引用。

文件名包含3部分：

文件路径+文件名主干+文件后缀

例如： c:\code\test.txt

为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

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3 . 文件的打开和关闭

（1）. 文件指针：

缓冲文件系统中，有个关键概念叫“文件类型指针”，简称“文件指针”。

每个被使用的文件都在内存中开辟了一个相应的文件信息区，

用来存放文件的相关信息（如文件的名字，文件状态及文件当前的位置等）。

这些信息是保存在一个结构体变量中的。

该结构体类型是由系统声明的，取名FILE.

例如 — VS2013编译环境提供的 stdio.h头文件 中有以下的文件类型申明：

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编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但是大同小异。

每当打开一个文件的时候，系统会根据文件的情况自动创建一个FILE结构体的变量，

并填充其中的信息， 使用者不必关心细节。

一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构体的变量，这样使用起来更加方便。

可以创建一个FILE*的指针变量:

定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量。

FILE* pf;//文件指针变量

可以使用pf指向某个文件的文件信息区（是一个结构体变量）。

通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。

也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。

图解：

（2）. 文件的打开和关闭：

文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件。

在编写程序的时候，在打开文件的同时，

都会返回一个FILE*的指针变量指向该文件，也相当于建立了指针和文件的关系。

ANSIC 规定使用fopen函数来打开文件，fclose函数 来关闭文件：

fopen函数的参数mode：

文件使用方式含义如果指定文件不存在
“r”（只读）为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件出错(返回NULL空指针)
“w”（只写）为了输出数据，打开一个文本文件建立一个新的文件
“a”（追加）向文本文件尾添加数据建立一个新的文件
“rb”（只读）为了输入数据，打开一个二进制文件出错(返回NULL空指针)
“wb”（只写）为了输出数据，打开一个二进制文件建立一个新的文件
“ab”（追加）向一个二进制文件尾添加数据建立一个新的文件
“r+”（读写）为了读和写，打开一个文本文件出错(返回NULL空指针)
“w+”（读写）为了读和写，建立一个新的文件建立一个新的文件
“a+”（读写）打开一个文件，在文件尾进行读写建立一个新的文件
“rb+”（读写）为了读和写，打开一个二进制文件出错(返回NULL空指针)
“wb+”（读写）为了读和写，新建一个新的二进制文件建立一个新的文件
“ab+”（读写）打开一个二进制文件，在文件尾进行读和写建立一个新的文件

示例：

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4 . 文件的顺序读写

（1）. 顺序读写函数介绍：

函数名功能适用于
fgetc字符输入函数所有输入流
fputc字符输出函数所有输出流
fgets文本行输入函数所有输入流
fputs文本行输出函数所有输出流
fscanf格式化输入函数所有输入流
fprintf格式化输出函数所有输出流
fread二进制输入文件
fwrite二进制输出文件

写（输出）和 读（输入） ：

  • “写（输出）” ：
    把程序的数据写（输出）到文件中

  • “读（输入）” ：
    把文件的内容读取（输入）到程序中

图解：

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示例：fputc 和fgetc

fputc
  • 第一个参数：
    要输出的字符
  • 第二个参数：
    指定（写入）输出的目标（输出流）

//文件操作需要该头文件#include  int main(){//创建FILE类型指针，使用fopen函数进行文件操作FILE* pf = fopen("data.txt", "w");//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径//操作失败可能会返回空指针，进行检验：if (pf == NULL){//打印错误信息：perror("fopen");return 1;}//顺序读写：//写文件：/*fputc('a', pf);fputc('b', pf);fputc('c', pf);*///也可以使用for循环写进文件：int i = 0;for (i = 0; i < 26; i++){fputc('a' + i, pf);}//读文件：//关闭文件fclose(pf); //这样只是文件关闭了//还需要把文件指针置为空指针：pf = NULL;return 0;}

fgetc
  • 第一个参数：
    指定（读取）输入的位置（输入流）
  • 返回值：
    读取到的字符，
    因为    字符的ASCII码值为数字，所以用int类型变量进行接收

//文件操作需要该头文件#include  int main(){//创建FILE类型指针，使用fopen函数进行文件操作FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径//操作失败可能会返回空指针，进行检验：if (pf == NULL){//打印错误信息：perror("fopen");return 1;}//顺序读写：//读文件：int i = 0;for ( i = 0; i < 26; i++){int ch = fgetc(pf);printf("%c", ch);}printf("\n");//关闭文件fclose(pf); //这样只是文件关闭了//还需要把文件指针置为空指针：pf = NULL;return 0;}

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示例：fputs和fgets

fputs
  • 第一个参数：
    要输出的一行字符串，如需换行要自己加”\n”
  • 第二个参数：
    指定（写入）输出的目标（输出流）

//文件操作需要该头文件#include  int main(){//创建FILE类型指针，使用fopen函数进行文件操作FILE* pf = fopen("data.txt", "w");//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径//操作失败可能会返回空指针，进行检验：if (pf == NULL){//打印错误信息：perror("fopen");return 1;}//顺序读写：//写文件 - 写一行fputs("hello world\n", pf);fputs("hello good good world\n", pf);// 第一个参数：要输出的一行字符串，换行要自己加// 第二个参数：输出流，填写要输出的目标//关闭文件fclose(pf); //这样只是文件关闭了//还需要把文件指针置为空指针：pf = NULL;return 0;}

fgets
  • 第一个参数：
    用来存放从输入流读取的一行数据的字符数组，
    所以使用该函数时最好先准备一个字符串
  • 第二个参数：
    从输入流一行中读取的字符个数，
    遇到换行符 “\n” 会提前结束读取，
    需注意实际读取字符个数为 num-1 个，
    能够读完的话最后一个字符会是换行符 “\n”，不能读完则最后一个字符是结束符”\0″
    所以使用该函数进行输入时，可以不用自己加换行符，
  • 第三个参数：
    指定（读取）输入的位置（输入流）

//文件操作需要该头文件#include  int main(){//创建FILE类型指针，使用fopen函数进行文件操作FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径//操作失败可能会返回空指针，进行检验：if (pf == NULL){//打印错误信息：perror("fopen");return 1;}//顺序读写：//读文件 - 读一行//读一行文件要先创建一个字符数组//来存储待会从文件读到的数据：char arr[10] = { 0 }; //使用fgets函数读一行：fgets(arr, 10, pf);//打印读取到的数据：printf("%s", arr); //直接打印用于存储的字符串即可//关闭文件fclose(pf); //这样只是文件关闭了//还需要把文件指针置为空指针：pf = NULL;return 0;}

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示例：fprintf 和fscanf

上面的示例中的四个函数是对字符类型进行文本操作，

这两个函数则可以对“带有格式”的数据（结构体）进行文本操作

fprintf
  • 第一个参数：
    跟printf函数相比，就多了这第一个参数，
    指定（写入）输出的目标（输出流）
  • 第二个参数：
    分别写出“带格式数据”的格式，
    类似printf函数的第一个参数（%d、%s……）
  • 之后的参数：
    之后的参数取决于自己需要加入多少个参数，
    每个参数都需要在第二个参数中注明格式，
    参数之间要用逗号隔开

#include struct S{int a; //整型数据float s; //浮点型数据};int main(){//创建FILE类型指针，使用fopen函数进行文件操作FILE* pf = fopen("data.txt", "w");//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径//操作失败可能会返回空指针，进行检验：if (pf == NULL){//打印错误信息：perror("fopen");return 1;}//顺序读写：//写文件 - fprintf函数：struct S s = { 100, 3.14f }; //创建结构体变量//使用fprintf函数输出带格式的数据：fprintf(pf, "%d %f", s.a, s.s);//关闭文件dfclose(pf); //这样只是文件关闭了//还需要把文件指针置为空指针：pf = NULL;return 0;}

fscanf
  • 第一个参数：
    跟scanf函数相比，就多了这第一个参数，
    指定（读取）输入的位置（输入流）
  • 第二个参数：
    分别写出“带格式数据”的格式，
    类似scanf函数的第一个参数（%d、%s……）
  • 之后的参数：
    之后的参数取决于自己需要加入多少个参数，
    每个参数都需要在第二个参数中注明格式，
    参数之间要用逗号隔开，
    类似scanf函数，需要加上取地址符&

#include struct S{int a; //整型数据float s; //浮点型数据};int main(){//创建FILE类型指针，使用fopen函数进行文件操作FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径//操作失败可能会返回空指针，进行检验：if (pf == NULL){//打印错误信息：perror("fopen");return 1;}//顺序读写：//读文件：struct S s = { 0 };fscanf(pf, "%d %f", &(s.a), &(s.s));//读取后放在结构体变量s中//打印查看读取效果：printf("%d %f", s.a, s.s);//关闭文件dfclose(pf); //这样只是文件关闭了//还需要把文件指针置为空指针：pf = NULL;return 0;}

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示例：fwrite和fread

fwrite
  • 第一个参数：
    将要写入文件中的数据的起始地址（如数组名）
  • 第二个参数：
    写到文件中的每个数据大小（如数组每个元素大小）
  • 第三个参数：
    将要写入文件的数据个数（如数组元素个数）
  • 第四个参数：
    指定（写入）输出的目标（输出流）

#include //fwrite:struct S{int a;float s;char str[10];};int main(){//创建一个结构体变量：struct S s = { 99, 6.18f, "hello" };//创建FILE类型指针，使用fopen函数进行文件操作FILE* pf = fopen("data.txt", "wb"); //注：二级制写文件是“wb”//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径//操作失败可能会返回空指针，进行检验：if (pf == NULL){//打印错误信息：perror("fopen");return 1;}//以二级制形式写文件：fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);//关闭文件dfclose(pf); //这样只是文件关闭了//还需要把文件指针置为空指针：pf = NULL;return 0;}

fread
  • 第一个参数：
    给出一个地址（指针），
    以二进制形式读取文件后，
    把读取到的数据从该地址开始依次往后存放
  • 第二个参数：
    读取（输入）的每个数据大小（如数组每个元素大小）
  • 第三个参数：
    读取（输入）的数据个数（如数组元素个数）
  • 第四个参数：
    指定（读取）输入的位置（输入流）
  • 返回值：
    会返回读取到的数据个数，
    可以    根据返回值情况判断是否继续读取数据

#include //fwrite:struct S{int a;float s;char str[10];};int main(){//创建FILE类型指针，使用fopen函数进行文件操作FILE* pf = fopen("data.txt", "rb"); //注：二级制读文件是“rb”//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径//操作失败可能会返回空指针，进行检验：if (pf == NULL){//打印错误信息：perror("fopen");return 1;}//创建一个结构体变量：//读取完二进制数据后存入改结构体变量中struct S s = { 0 };//以二级制形式读取文件：fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);//读取后打印查看读取情况：printf("%d %f %s\n", s.a, s.s, s.str);//关闭文件dfclose(pf); //这样只是文件关闭了//还需要把文件指针置为空指针：pf = NULL;return 0;}

（2）. 程序运行时的三个流：

在C语言程序中，只要程序运行起来，就默认会打开三个流：

  • 标准输入流：stdin — 可以使用 scanf、getchar 等函数
  • 标准输出流：stdout — 可以使用 printf、putchar 等函数
  • 标准错误流：stderr

这三个流的类型都是 FILE* 指针

勿混淆：stdio.h

stdio.h 是一个头文件，指标准输入输出，

指的是从键盘上输入和把数据打印到屏幕上的这些函数的总和

补充：三组易混淆的函数

scanf 和 printf

  • scanf — 从标准输入流读取格式化的数据
  • printf — 向标准输出流写入格式化的数据

​​​

fscanf 和 fprintf
（上面有示例）

  • fscanf — 适用于所有输入流的格式化输入函数
  • fprintf — 适用于所有输出流的格式化输出函数

sscanf 和 sprintf

  • sscanf — 从字符串中读取格式化的数据（“把字符串转化为结构体变量数据”）
  • sprintf — 将格式化的数据转换为字符串（“把结构体变量数据转换为字符串”）

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5 . 文件的随机读写

随机读写：

随意指定文件的任意位置进行读写操作

当你使用文件指针打开对应文件的时候，
文件指针是指向文件起始位置的，

所以要实现随机读写，

就要让文件指针指向你想要的位置

（1）. fseek函数 ：

跟函数可以根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。

函数书写格式：

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

对应参数和返回值描述：

  • FILE * stream — （参数一）接收要操作文件的文件指针
  • long int offset — （参数二）偏移量，正数向右偏移，负数向左偏移
  • int origin — （参数三）文件操作的起始位置，从哪开始偏移
    有三个可选择的参数：
    SEEK SET — 从 文件的起始位置 开始偏移
    SEEK CUR — 从 当前文件指针的位置 开始偏移
    SEEK END — 从 文件的末尾位置 开始偏移

示例：

#include int main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//bch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//c//使用参数三的 SEEK CUR 进行演示：fseek(pf, -3, SEEK_CUR);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}

（2）. ftell函数 ：

该函数会返回文件指针相对于起始位置的偏移量

函数书写格式：

long int ftell ( FILE * stream );

对应参数和返回值描述：

  • FILE * stream — （参数一）接收要操作文件的文件指针
  • long int — （返回值）返回文件指针相对于起始位置的偏移量

示例：

#include int main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//bch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//c//使用ftell函数当前偏移量：int pos = ftell(pf);printf("%d\n", pos);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}

（3）. rewind函数 ：

让文件指针的位置回到文件的起始位置

函数书写格式：

void rewind ( FILE * stream );

对应参数和返回值描述：

  • FILE * stream — （参数一）接收要操作文件的文件指针

示例：

#include int main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//bch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//c//使用rewind函数让文件指针回到初始位置：rewind(pf);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}

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6 . 文本文件 和 二进制文件

根据数据的组织形式，数据文件被称为文本文件或者二进制文件。

数据在内存中以二进制的形式存储，如果不加转换的输出到外存（文件、硬盘），

就是二进制文件。（直接打开进行查看是乱码）

如果要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要在存储前转换。

以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件。

一个数据在内存中是怎么存储的呢？

字符一律以ASCII形式存储，

数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。

如有整数10000：

如果以ASCII码的形式输出到磁盘，则磁盘中占用5个字节（每个字符一个字节），

而二进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节（整型）。

（VS2013测试）

图解：

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7 . 文件读取结束的判定

被错误使用的feof函数：

牢记：在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接来判断文件的是否结束。

feof函数 的作用是：
当文件读取结束的时候，判断 遇到文件尾 是不是读取结束的原因，
读取结束还可能是因为读到中途遇到错误等等

1. 文本文件读取是否结束：

可以使用 feof函数 后，

判断返回值是否为 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）

例如：

  • 使用 fgetc函数 后 — 使用 feof函数 判断返回值是否为 EOF，是则证明文件读取结束
  • 使用 fgets函数 后 — 使用 feof函数 判断返回值是否为 NULL，是则证明文件读取结束

2. 二进制文件的读取结束判断：

可以使用 fread函数 后，

判断返回值是否小于实际要读的个数。

例如：

  • fread函数 会返回 实际读取个数 ，
    所以可以通过判断 fread函数 返回值（实际读取个数）是否小于实际要读的个数，
    是则说明二进制文件读取结束

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8 . 文件缓冲区

ANSIC 标准采用“缓冲文件系统”处理的数据文件的，

所谓缓冲文件系统，

是指系统自动地在内存中为程序中每一个正在使用的文件开辟一块“文件缓冲区”。

从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓冲区，

装满缓冲区后才一起送到磁盘上。

如果从磁盘向计算机读入数据，

则从磁盘文件中读取数据输入到内存缓冲区（充满缓冲区），

然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。

缓冲区的大小根据C编译系统决定的。

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操作结束的时候关闭文件。

如果不做，可能导致读写文件的问题。

图解：