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前言
✅作者简介:大家好,我是橘橙黄又青,一个想要与大家共同进步的男人
个人主页:橘橙黄又青_C语言,数据结构,函数-CSDN博客
目的:学习文件操作,即文件相关函数的学习
在这里首先放置我个人认为好的学习c语言的网站
:cplusplus.com:https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/
好了我们现在开始吧?
1. 为什么使⽤⽂件?
如果没有⽂件,我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中,如果程序退出,内存回收,数据就丢失 了,等再次运⾏程序,是看不到上次程序的数据的,如果要将数据进⾏持久化的保存,我们可以使⽤⽂件。
2. 什么是⽂件?
磁盘上的⽂件是⽂件。 但是在程序设计中,我们⼀般谈的⽂件有两种:程序⽂件、数据⽂件(从⽂件功能的⻆度来分类 的)。
2.1 程序⽂件
程序⽂件包括源程序⽂件(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)。
2.2 数据⽂件
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本章讨论的是数据⽂件。
在以前各章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 理的就是磁盘上⽂件。
2.3 ⽂件名
⼀个⽂件要有⼀个唯⼀的⽂件标识,以便⽤⼾识别和引⽤。 ⽂件名包含3部分:⽂件路径+⽂件名主⼲+⽂件后缀 比如:
c:\ code \ test . txt
3. ⼆进制⽂件和⽂本⽂件
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,就是⼆进制⽂件。⽂本⽂件: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。 那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,什么意思比如说: 如有整数10000,如果以ASCII码的形式输出(把10000当作字符)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(VS2019测试)。展示: 测试代码:
#include int main(){ int a = 10000; FILE* pf = fopen("test.txt", "wb"); fwrite(&a, 4, 1, pf);//⼆进制的形式写到⽂件中 fclose(pf); pf = NULL; return 0;}
在vs2022上 以二进制的方式打开,我们来看看: 那我们以 文本的形式打开: 好啦,理解二进制文件和文本文件之后,接下来我们学习文件的打开和关闭。
4. ⽂件的打开和关闭
在此之前先了解一个抽象的概念:
4.1 流和标准流
4.1.1 流
我们程序的数据需要输出到各种外部设备,也需要从外部设备获取数据,不同的外部设备的输⼊输出 操作各不相同,为了⽅便程序员对各种设备进⾏⽅便的操作,我们抽象出了流的概念,我们可以把流 想象成流淌着字符的河。 C程序针对⽂件、画⾯、键盘等的数据输⼊输出操作都是通过流操作的。 ⼀般情况下,我们要想向流⾥写数据,或者从流中读取数据,都是要打开流,然后操作。
4.1.2 标准流
那为什么我们从键盘输⼊数据,向屏幕上输出数据,并没有打开流呢?
那是因为C语⾔程序在启动的时候,默认打开了3个流:
• stdin – 标准输⼊流,在⼤多数的环境中从键盘输⼊,scanf函数就是从标准输⼊流中读取数据。 • stdout – 标准输出流,⼤多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯,printf函数就是将信息输出到标准输出流中。 • stderr – 标准错误流,⼤多数环境中输出到显⽰器界⾯。 这是默认打开了这三个流,我们使⽤scanf、printf等函数就可以直接进⾏输⼊输出操作的。
stdin、stdout、stderr 三个流的类型是: FILE* ,通常称为⽂件指针。
C语⾔中,就是通过 FILE* 的⽂件指针来维护流的各种操作的。 这怎么理解呢” />相当于中间商处理翻译客户的文件,再把以客户熟知方式的输出还给客户。
4.2 ⽂件指针
缓冲⽂件系统中,关键的概念是“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结构的变量,这样使⽤起来更加⽅便。如:我们创建一个指针变量
FILE* pf;//⽂件指针变量
定义pf是⼀个指向FILE类型数据的指针变量。可以使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间接找到与 它关联的⽂件 。 可以这样理解: 好了,接下来我们学校有关文件的函数。
4.3 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 来关闭⽂件 。
//打开⽂件FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );//两个参数:一个是文件名,一个是文件使用方式//关闭⽂件int fclose ( FILE * stream );
mode表⽰⽂件的打开模式,下⾯都是⽂件的打开模式下的操作:
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 |
“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 |
“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 |
“w+”(读写) | 为了读和写,建议⼀个新的⽂件 | 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 |
“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 |
我们怎么理解读和写看图:
这里我们演示一下打开关闭,实战代码:
/* fopen fclose example */#include int main (){ FILE * pFile; //打开⽂件 pFile = fopen ("myfile.txt","w"); //⽂件操作 if (pFile!=NULL) { fputs ("fopen example",pFile); //关闭⽂件 fclose (pFile); } return 0;}
5. ⽂件的顺序读写
5.1 顺序读写函数介绍
函数名 | 功能 | 适⽤于 |
fgetc | 字符输⼊函数 | 所有输出流 |
fputc | 字符输出函数 | 所有输出流 |
fgets | ⽂本⾏输⼊函数 | 所有输出流 |
fputs | ⽂本⾏输出函数 | 所有输出流 |
fscanf | 格式化输⼊函数 | 所有输出流 |
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 |
那好我们来一个一个介绍:打开网站:
https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/
(1)fputc
参数是:文件名和流
代码实现:
#include#includeint main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "w");//写入文件if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}fputc('a', pf);//写入一个字符'a'fputc('\n', pf);fputc('b', pf);fclose(pf);return 0;}
fputc只能一个一个字符的输入,也可以写一个循环输入多个字符。
for (i = 0; i < 26; i++) {fputc('a' + 1, pf);fputc('\n', pf);//写完换行}
(2)fgetc
现在先我们输入字符进“data.txt”文件中,比如说输入:“abcdefg”,然后实现代码读操作
代码:
#include#includeint main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//写入文件if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int ch = fgetc(pf);//读取一个字符printf("%c", ch);//打印fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
具体操作和输出结果如下:
当然也可以写成循环的形式,但是要注意什么时候结束,比如说:
下面代码:
#include#includeint main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//写入文件if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int ch = 0;while ((ch = fgetc(pf)) != ' ') {printf("%c", ch);//打印}fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
两种情况:
这就要看文件文本句末了,避免造成死循环。
接下来我们学习一个复制文件内容的操作:
假设文件里面有代码
代码实现:
//从data.txt中读取数据//写到data2.txt的文件中#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include#includeint main(){FILE* pfread = fopen("data.txt", "r");//读if (pfread == NULL){perror("fopen->data1.txt");//报错详细一点return 1;}FILE* pfwrite = fopen("data2.txt", "w");//写if (pfwrite == NULL){fclose(pfread);//如果出现错误先关闭打开文件pfread = NULL;perror("fopen->data2.txt");return 1;}//数据的读写(拷贝)int ch = 0;while ((ch = fgetc(pfread)) != EOF){fputc(ch, pfwrite);//把ch写入pfwrite}fclose(pfread);fclose(pfwrite);return 0;}
输出结果:
(3)fputs
代码实现:
#include#includeint main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){return 1;}//写文件 - 写一行fputs("abcdef\n", pf);fputs("abcdef\n", pf);fputs("abcdef\n", pf);fputs("abcdef\n", pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
(4)fgets
三个参数:
1. 输入地的指针
2.输入个数,但是要-1因为最后要输入\0
3.流
代码实现:
#include#includeint main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){return 1;}//读取char arr[20] = "xxxxxxxxxxxxxxx";fgets(arr, 10, pf);//从流中读取9个字符(有一个放入\0)放入arr中fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
当然也可以输出到屏幕上:
看代码:
#include#includeint main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){return 1;}//读取char arr[20] = "xxxxxxxxxxxxxxx";fgets(arr, 10, stdin);//标准输入流fputs(arr, stdout);//标准输出流fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
这里要注意的是输入流和输出流在函数的位置。
(5)fscanf和fprintf
fprintf代码实现:
#include#includestruct Stu{char name[20];int age;float score;};int main(){struct Stu s = { "zhangsan", 20, 90.5f };FILE*pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){return 1;}//写文件//printf(""%s %d %.1f", s.name, s.age, s.score");//很相似fprintf(pf, "%s %d %.1f", s.name, s.age, s.score);//fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
同理:fscanf
假设文件里有:
代码:
#include#includestruct Stu{char name[20];int age;float score;};int main(){struct Stu s = {0};FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//读if (pf == NULL){return 1;}//写读文件fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));fprintf(stdout, "%s %d %.1f\n", s.name, s.age, s.score);//输出屏幕//fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
6.fwrite二进制输出
首先我们先来学习一下这个函数:
代码实现:
#include#includestruct Stu{char name[20];int age;float score;};int main(){struct Stu s = {"zhangsan", 20, 90.5};FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");//wb是以二进制的方式写入if (pf == NULL){return 1;}//二进制的形式写文件fwrite(&s, sizeof(s), 1, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出:
这里是以二进制输入的文本翻译成这样,是因为文本不具备二进制翻译,但是如果以二进制输出是和输入一样的结果,下面我们把刚刚以二进制输入文件以二进制输出看看。
7.fread以二进制输出
这里我们可以看到,参数和上面的fwite是一样的。
代码实现:
#include#includestruct Stu{char name[20];int age;float score;};int main(){struct Stu s = {0};FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");//rb以二进制形式读进if (pf == NULL){return 1;}//二进制的形式du文件fread(&s, sizeof(s), 1, pf);printf("%s %d %lf", s.name , s.age, s.score );fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
在这里我们在认识两个函数sscanf和sprintf.
8.sscanf和sprintf.
对比:
使用:
#include struct S{char name[20];int age;float score;};int main(){struct S s = { "zhangsan", 20, 85.5f };struct S tmp = { 0 };char arr[100] = { 0 };sprintf(arr, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);//把结构体s的数据输入arrprintf("%s\n", arr);//sscanf(arr, "%s %d %f", tmp.name, &(tmp.age), &(tmp.score));//把arr结构体数据输入tmpprintf("%s %d %f\n", tmp.name, tmp.age, tmp.score);return 0;}
这里要慢慢理解,
6. ⽂件的随机读写
6.1 fseek和ftell
根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针。
什么意思,来
6.2 ftell
返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量。
函数内容:
long int ftell ( FILE * stream );
现在我们来实现fseek和ftell
代码展示:
#include int main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//让光标指向dint n = ftell(pf);//计算相对起始位置的偏移量并保存printf("%d\n", n);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
再看看
这个:
#include int main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//让光标指向dint n = ftell(pf);//计算相对起始位置的偏移量并保存printf("%d\n", n);fseek(pf, -4, SEEK_CUR);//当前位置printf("%c\n", ch);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
怎么理解:
6.3 rewind
作用:让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置
代码展示:
#include //data.txt里面有abcdefgint main(){FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//光标指向crewind(pf);//让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
输出结果:
7. ⽂件读取结束的判定
7.1 被错误使⽤的 feof
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 的作⽤是:当⽂件读取结束的时候,判断是读取结束的原因是否是:遇到⽂件尾结束。 1. ⽂本⽂件读取是否结束,判断返回值是否为 EOF ( fgetc ),或者 NULL ( fgets ) 例如: • fgetc 判断是否为 EOF . • fgets 判断返回值是否为 NULL . 2. ⼆进制⽂件的读取结束判断,判断返回值是否⼩于实际要读的个数。 比如: • fread判断返回值是否⼩于实际要读的个数。 ⽂本⽂件的例⼦:
#include #include int main(void){int c; // 注意:int,⾮char,要求处理EOFFILE* fp = fopen("test.txt", "r");if (!fp) {perror("File opening failed");return EXIT_FAILURE;//1}//fgetc 当读取失败的时候或者遇到⽂件结束的时候,都会返回EOFwhile ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取⽂件循环{putchar(c);}//判断是什么原因结束的if (ferror(fp))//遇到错误结束puts("I/O error when reading");else if (feof(fp))//遇到文末结束puts("End of file reached successfully");fclose(fp);}
⼆进制⽂件的例⼦:
#include enum { SIZE = 5 };int main(void){double a[SIZE] = { 1.,2.,3.,4.,5. };FILE* fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须⽤⼆进制模式fwrite(a, sizeof * a, SIZE, fp); // 写 double 的数组fclose(fp);double b[SIZE];fp = fopen("test.bin", "rb");size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, SIZE, fp); // 读 double 的数组if (ret_code == SIZE) {//判断返回值是否⼩于实际要读的个数puts("Array read successfully, contents: ");for (int n = 0; n < SIZE; ++n) printf("%f ", b[n]);putchar('\n');}else { // error handlingif (feof(fp))//yudao文末结束printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");else if (ferror(fp)) {//遇到错误结束perror("Error reading test.bin");}}fclose(fp);}
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。 例子体验缓冲区的存在:
#include #include //VS2019 WIN11环境测试int main(){FILE* pf = fopen("test.txt", "w");fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区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);//刷新缓冲区时,才将输出缓冲区的数据写到⽂件(磁盘)//注:fflush 在⾼版本的VS上不能使⽤了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);//注:fclose在关闭⽂件的时候,也会刷新缓冲区pf = NULL;return 0;}
这⾥可以得出⼀个结论: 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。好啦今天就到这里了,都看到这里了,点一个赞吧,感谢观看。