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C语言详解(文件操作)1

4 人参与  2024年09月09日 10:42  分类 : 《关注互联网》  评论

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??所属专栏:C语言

?本系列文章为个人学习笔记,在这里撰写成文一为巩固知识,二为展示我的学习过程及理解。文笔、排版拙劣,望见谅。


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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

在这里插入图片描述


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

stdinstdoutstderr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fopenfclose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:
文件访问模式字符串含义解释若文件已存在的动作若文件不存在的动作"r"读打开文件以读取从头读打开失败"w"写创建文件以写入销毁内容创建新文件"a"后附后附到文件写到结尾创建新文件"r+"读扩展打开文件以读/写从头读错误"w+"写扩展创建文件以读/写销毁内容创建新文件"a+"后附扩展打开文件以读/写写到结尾创建新文件


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
在这里插入图片描述

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;}

请添加图片描述

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
请添加图片描述

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;}

在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述


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)originoffset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;}

请添加图片描述


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;}

请添加图片描述

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;}

请添加图片描述


总结

本篇文章介绍了为什么要有文件,文件的定义,文件的大致分类,流的概念,以及至关重要的文件指针,通过文件指针对文件的打开和关闭,还有当文件在不同路径下如何操作文件等等,通过本文我们对文件有了基本的认识,下篇文章将继续探讨

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