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前言一、文件的定义1.1 什么是文件?1.2 二进制文件和文本文件 二、文件的打开和关闭2.1 流和标准流2.11 流2.12 标准流 2.2 文件指针2.3 文件的打开和关闭2.31 fopen 和 fclose2.32 文件在当前的工程目录底下2.33 文件在当前工程目录底下的上一级路径2.34 文件不在当前工程目录底下 三、文件的随机读写3.1 fseek3.2 ftell3.3 rewind 总结
前言
我们写的程序的数据存储在电脑的内存中,如果没有文件,当程序退出的时候,内存会回收,那数据就丢失了,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,我们就要使用文件。
一、文件的定义
1.1 什么是文件?
按文件的功能分类,文件分为程序文件和数据文件,文件是存在磁盘(硬盘)上的。
程序文件: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)
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
本篇文章讨论的是数据文件。
以前我们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,运行结果显示到屏幕上。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。
标识文件——文件名
一个文件要有一个唯一的文件标识,也就是文件名
文件名包含三部分:文件路径+文件名主干+文件后缀,如:c:\code\test.txt
1.2 二进制文件和文本文件
按文件的内容分类,数据文件又分为二进制文件和文本文件
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的文件中,就是二进制文件
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
一个数据在文件中是怎么存储的呢?
字符只能以ASCII码的形式存储,数值型数据既可以用ASCII码的形式存储,也可以使用二进制形式存储
比如数字10000,在内存中整型10000是以补码的形式存的,如果以ASCII码形式输出到磁盘,则磁盘中占用5个字节(每个字符占用一个字节),如果以二进制形式输出,则在磁盘中占用4个字节
二、文件的打开和关闭
2.1 流和标准流
2.11 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实现的,一般情况下,我们要想向流里写数据或读数据,都是要打开流,然后操作。
2.12 标准流
以前我们在键盘上输入数据,在屏幕上输出数据,怎么没有打开流呢?
因为C语言程序在启动的时候,默认打开了下面这3个流:
stdin
:标准输入流,在大多数环境中从键盘输入,scanf
函数就是从标准输入流中读取数据stdout
:标准输出流,大多数环境中输出到显示器界面,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 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
2.2 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(如文件名,文件状态、文件位置等),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
。
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
类型的变量,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
例如创建一个FILE *
的指针变量:
FILE* pf;//文件指针变量
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他关联的文件
文件在硬盘上,文件信息区在内存中
2.3 文件的打开和关闭
2.31 fopen 和 fclose
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 *
类型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
ANSI C规定使用fopen函数来打开文件,fclose函数来关闭文件
函数fopen
和fclose
在头文件<stdio.h>
中定义
//打开文件FILE *fopen( const char *filename, const char *mode );//关闭文件int fclose( FILE *stream );
mode
表示文件的打开模式,下面是文件的常见打开模式:
2.32 文件在当前的工程目录底下
开始时当前工程目录底下没有test.txt
这个文件
运行下面的代码:
#include <stdio.h>int main(){//打开文件//成功返回有效指针,失败返回NULLFILE* pf = fopen("test.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
在运行上面的代码前我们的文件夹中是没有test.txt
这个文件的,当我们运行结束后文件夹中就出现了这么一个文件,并且大小为0
2.33 文件在当前工程目录底下的上一级路径
如果fopen
函数操作的文件不在当前工程目录底下,我们需要在文件的前面加上文件位置,如果有转义字符需要用转义转义字符‘\’
处理
假如我们就在当前工程目录底下的上一级路径下创建一个文件,里面存入一些数据
运行下面的代码:
#include <stdio.h>int main(){//打开文件//成功返回有效指针,失败返回NULLFILE* pf = fopen(".\\..\\test.txt", "w");// 相对路径//. 表示当前路径//.. 表示上一级路径if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
可以看到文本内容消失,大小为0
2.34 文件不在当前工程目录底下
如果fopen
函数操作的文件不在当前工程目录底下,我们需要在文件的前面加上文件位置,如果有转义字符需要用转义转义字符‘\’
处理
我们先在桌面上创建一个文本文档,写入一些数据保存
运行下面的代码:
#include <stdio.h>int main(){//打开文件//成功返回有效指针,失败返回NULLFILE* pf = fopen("C:\\Users\\86181\\Desktop\\test.txt", "w");// 绝对路径if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//写文件//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
查看桌面上的文本文档,发现里面的内容已经被清空
三、文件的随机读写
3.1 fseek
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针(文件内容的光标)
fseek函数的原型如下:
int fseek( FILE* stream, long offset, int origin );
fseek
函数的参数:
stream
:要修改的文件流offset
:相对origin
迁移的字符数(可正可负)origin
:offset
所加上的位置,它能拥有下列值之一:SEEK_SET(文件起始位置)、SEEK_CUR(文件指针当前位置)、SEEK_END(文件末尾) 运行下面的代码:
#include <stdio.h>int main(){//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int ch = 0;ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//bch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//c//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
上面代码输出的结果是‘a’,‘b’,‘c’,如果我们想让输出的结果是‘a’,‘b’,‘e’的话,就要使用fseek
函数,运行下面的代码:
#include <stdio.h>int main(){//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int ch = 0;ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//b//定位文件指针//fseek(pf, 4, SEEK_SET);//fseek(pf, -3, SEEK_END);fseek(pf, 2, SEEK_CUR);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//e//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
3.2 ftell
返回文件指针相对于起始位置的偏移量
ftell
函数的原型如下:
long ftell( FILE *stream );
运行下面的代码:
#include <stdio.h>int main(){//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int ch = 0;ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//b//定位文件指针//fseek(pf, 4, SEEK_SET);//fseek(pf, -3, SEEK_END);fseek(pf, 2, SEEK_CUR);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//e//输出文件指针相较于文件起始位置的偏移量printf("%ld\n", ftell(pf));//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;}
ftell
函数并不复杂,它可以随时返回当前文件指针(光标)的偏移量
3.3 rewind
让文件指针回到文件的起始位置
rewind
函数的原型如下:
void rewind( FILE *stream );
运行下面的代码:
#include <stdio.h>int main(){//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//读文件int ch = 0;ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//b//定位文件指针//fseek(pf, 4, SEEK_SET);//fseek(pf, -3, SEEK_END);fseek(pf, 2, SEEK_CUR);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);//e//输出文件指针相较于文件起始位置的偏移量printf("%ld\n", ftell(pf));//让光标回到文件的起始位置rewind(pf);printf("%ld\n", ftell(pf));//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;}