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c语言 -文件操作-详解

25 人参与  2024年02月29日 16:21  分类 : 《随便一记》  评论

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目录

1.为什么使用文件?

2.什么是文件?

2.1程序文件

2.2数据文件

2.3文件名

3.⼆进制⽂件和⽂本⽂件?

测试

4. ⽂件的打开和关闭

4.1 流和标准流

4.1.1 流

4.1.2 标准流

4.2 ⽂件指针

4.3文件的打开和关闭

4.3.1熟悉了解⽂件的打开模式

4.3.2简单实现文件的打开和关闭

5.文件的读写

5.1文件的读写函数介绍

5.2使用fgetc 和 fputc 文件读写函数实现文本数据的拷贝

5.2.1fputc函数

5.2.2fgetc函数

5.2.3拷贝实现

5.3fputs和fgets函数

5.3.1字符串写入文件函数 fputs 

5.3.2 从文件中读取字符串 fgets函数

5.4fscanf和fprintf函数

5.4.1fprintf函数(写入)

5.4.2fscanf函数(读取)

5.5二进制的输入输出函数

5.5.1 fwrite二进制写入函数

5.5.2 fread二进制写入函数

5.6对比两组函数

​编辑

sprintf

sscanf

6.文件的随机读写

6.1 fseek

栗子:

6.2 ftell

6.3 rewind

7. ⽂件读取结束的判定

(1) feof 函数

(2) ferror 函数

栗子

8. ⽂件缓冲区

栗子

结论

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。

举个栗子,比如我们写一个通讯录的时候,当你录入了很多信息,但当你关闭了,重新运行,数据就全没了,这个时候用到文件可以保存上次输入的数据到文件中,再次运行,数据从文件中读取,数据就可以实现持久化的保存。

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

例如: c:\code\test.txt 为了⽅便起⻅,⽂件标识常被称为⽂件名。

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。

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。

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(VS2019测试)。

测试

//文件操作,简单实现存入二进制int a = 10000;//wb 输出数据,打开一个二进制文件,如果不存在那么创建一个新的文件FILE* pf = fopen("tect.txt", "wb"); //这是相对路径,放在本目录下。//也可以写一个自己想放的位置,比如放在桌面,这是绝对路径//FILE* pf = fopen("C:\\Users\\11446\\Desktop\\data.txt", "wb");//fread / fwrite 函数 既可以操作 二进制文件, 又可以操作 文本文件fwrite(&a, 4, 1,pf);fclose(pf);//关闭文件pf = NULL; //让文件指针指向空

右键项目,选择在文件中的位置,就可以找到生成的txt文件了,但是打开他是乱码的,因为txt只能看文本文件,而这里是二进制文件。

4. ⽂件的打开和关闭

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同流操作的。 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。

大概就是不同的设备输入输出,都是不同的,所以要用到流作为中间商来执行他们。

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。 • stdout - 标准输出流,⼤多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯。 • 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。

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;

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。

⽐如

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。

4.3.1熟悉了解⽂件的打开模式

4.3.2简单实现文件的打开和关闭

#include <stdio.h>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.文件的读写

5.1文件的读写函数介绍

具体要了解可以来大佬写的文件读写函数讲解这里学习

文件读写函数的讲解

5.2使用fgetc 和 fputc 文件读写函数实现文本数据的拷贝

5.2.1fputc函数

fputc函数的原型如下:    int fputc( int c, FILE *fp ); 参数说明:    其中,c是要写入的字节,它虽被定义为整型,但只使用最低位的一字节,fp是文件指针。 fputc的功能:    将字节c输出至fp所指向的文件。如果成功,位置指针自动后     移1字节的位置,并且返回c;否则返回EOF。

5.2.2fgetc函数

fgetc函数的原型如下:     int fgetc( FILE *fp ); 参数说明:    其中fp为文件指针。 fgetc的功能:    从fp所指向的文件中读取一个字节,如果成功则返回读取的字节,位置指针自动后移1字节的位置;否则返回EOF。

5.2.3拷贝实现

//实现拷贝//先创建两个文件FILE* pfread = fopen("data.txt", "r");//读取if (pfread == NULL){perror("fopen->data.txt");return 1;}FILE* pfwrite = fopen("data1.txt", "w");if (pfwrite == NULL){//关闭上面的fclose(pfread);pfread = NULL;perror("fopen->data1.txt");return 1;}//拷贝int ch = 0;//int ch[]= 0;//fgetc 字符输⼊函数 所有输⼊,就是相当于printf,取出来使用while ((ch = fgetc(pfread)) != EOF)//fopen 循环结束条件不是\0;而是EOF{fputc(ch, pfwrite);}fclose(pfread);fclose(pfwrite);

5.3fputs和fgets函数

5.3.1字符串写入文件函数 fputs 

fputs函数的原型如下:     int fputs( const char *s, FILE *fp ); 参数说明:    其中,s是要写入的字符串,fp是文件指针。 fputs的功能:    将字符串s输出至fp所指向的文件(不含'\0')。如果成功,位置指针自动后移,函数返回一个非负整数;否则返回EOF。
//fputs写入函数FILE* pf = fopen("data2.txt", "w"); //w为只写if (pf == NULL){perror("pf = null");return 1;}//写入fputs("123456\n", pf);//换行这里写,写入时候也是换行fputs("123456\n", pf);//关闭fclose(pf);pf = NULL;

5.3.2 从文件中读取字符串 fgets函数

fgets函数的原型如下:
 
    char *fgets( char *s, int n, FILE *fp );
 
参数说明:
    其中,s指向待赋值字符串的首地址,n是控制读取个数的参数,fp为文件指针。 
 
fgets的功能:
    从位置指针开始读取 一行或n-1个字符,并存入s,存储时自动在字符串结尾加上'\0'。如果函数执行成功,位置指针自动后移,
并返回s的值,否则返回NULL。

//fgets 读取文件中字符串函数FILE* pf = fopen("data2.txt", "r");//只读if (pf == NULL){perror("pf = nill");}//读char arr[20] ;fgets(arr, 10, pf);//第一个参数是存放地址,用来读入数据进数组里面的,第二是读取几个数据,第三是数据源//关fclose(pf);pf = NULL;

5.4fscanf和fprintf函数

5.4.1fprintf函数(写入)

fprintf函数的原型如下:     int fprintf( FILE *fp, const char* format, 输出参数1, 输出参数2… ); 参数说明:    其中,fp是文件指针,format为格式控制字符串,输出参数列表为待输出的数据。  fprintf的功能:    根据指定的格式(format参数)发送数据(输出参数)到文件fp。
#include<stdio.h>//格式化输入和输出typedef struct student{char name[20];int age;char addr[50];}St;int main(){St s = {"ax",18,"gx"};FILE *pf = fopen("data3.txt", "w");if (pf == NULL){return;}fprintf(pf,"%s %d %s", s.name, s.age, s.addr);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}

5.4.2fscanf函数(读取)

fscanf函数的原型如下:     int fscanf( FILE *fp,  const char* format, 地址1,地址2… ); 函数说明:    其中,fp是文件指针,format为格式控制字符串,地址列表为输入数据的存放地址。  fscanf的功能:    根据指定的格式(format参数)从文件fp中读取数据至内存(地址)。
#include<stdio.h>//格式化输入和输出typedef struct student{char name[20];int age;char addr[50];}St;int main(){St s = {"ax",18,"gx"};FILE *pf = fopen("data3.txt", "r+");if (pf == NULL){return;}fscanf(pf, "%s%d%s", s.name, &(s.age), s.addr);fprintf(stdout,"%s %d %s", s.name, s.age, s.addr);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}

5.5二进制的输入输出函数

5.5.1 fwrite二进制写入函数

fwrite函数的原型如下:     size_t fwrite ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp ); 参数说明:    ptr:指向保存读写数据的内存的指针,它可以指向数组、变量、结构体等。    size:表示每个数据块的字节数。    count:表示要读写的数据块的块数。    fp:表示文件指针。    理论上,每次读写 size*count 个字节的数据。 fwrite的功能:    从内存中的ptr指向的地址开始,将连续n*size字节的内容写入fp文件中。该函数的返回值是实际写入的数据块个数。
#include<stdio.h>//二进制输入输出typedef struct student{char name[20];int age;char addr[50];}St;int main(){St s = { "ax",18,"gx" };FILE* pf = fopen("data4.txt", "wb");//wb为二进制的输入if (pf == NULL){return;}//scanf(pf, "%s%d%s", s.name, &(s.age), s.addr);fwrite(&s,sizeof(s),1,pf );fclose(pf);pf = NULL;return 0;}

5.5.2 fread二进制写入函数

fread函数的原型如下:     size_t fread ( void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp );//size_t 是在 stddef.h 头文件中使用 typedef 定义的数据类型,表示无符号整数,也即非负数,常用来表示数量。 参数说明:    见fwrite fread的功能:    从文件fp中,连续读取n*size字节的内容,并存入ptr指向的内存空间。该函数的返回值是实际读入的数据块个数。
#include<stdio.h>//二进制输入输出typedef struct student{char name[20];int age;char addr[50];}St;int main(){St s = { 0};FILE* pf = fopen("data4.txt", "rb");//rb为二进制的输出if (pf == NULL){return;}//scanf(pf, "%s%d%s", s.name, &(s.age), s.addr);fread(&s, sizeof(s), 1, pf);printf("%s %d %s", s.name, s.age, s.addr);fclose(pf);pf = NULL;return 0;}

5.6对比两组函数

 scanf/fscanf/sscanf

printf/fprintf/sprintf

sprintf

用来将格式化的数据,转化成字符串。

#include<stdio.h>typedef struct ax{char name[20];char addr[20];int age;}s;int main(){//测试sprintf 和sscanfs a = { "66","55",12 };char arr[100] = { 0 };//sprintf 是可以实现将格式化的数据转化成字符串,放到字符串数组中sprintf(arr,"%s %s %d", a.name, a.addr, a.age);//printf("%s", arr);return 0;}

sscanf

在字符串中读取一个格式化的数据。

#include<stdio.h>typedef struct ax{char name[20];char addr[20];int age;}s;int main(){    s tmp = { 0 };char arr[100] = { "6661  21  21"};//在字符串中读取一个格式化的数据。读取sscanf(arr,"%s %s %d", tmp.name, tmp.addr, &(tmp.age));printf("%s %s %d", tmp.name, tmp.addr, tmp.age);return 0;}

6.文件的随机读写

6.1 fseek

fseek函数讲解  http://t.csdnimg.cn/dQ8qh

FILE 文件结构中 , 存在一个指针 , 每次调用文件的读写函数 , 该指针就会移动 ;

如 fgets / fputs , getc / putc , fscanf / fprintf , fread / fwrite 等函数 ;

默认情况下 , 指针是从前向后移动的 ;

该文件内部的指针指向的位置可以通过 fseek 函数进行改变 ;

fseek 函数原型如下 : 重新设置文件内部指针的位置 ;

#include <stdio.h>int fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);

设置的指针的位置是 起始位置 + 偏移量 ;

其中的 int fromwhere 参数就是 起始位置 , 有以下三种选择 :

文件头 SEEK_SET 0
当前位置 SEEK_CUR 1
文件尾 SEEK_END 2
long offset 偏移量参数 , 可以为正数 , 也可以为负数 ;

如果执行成功 , 则返回 0 , 失败返回非 0 , 并设置 error 错误代码 ;

栗子:

FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){return;}//读//顺序读取printf("%c\n", fgetc(pf));printf("%c\n", fgetc(pf));printf("%c\n", fgetc(pf));//fseek可以设置读取,有起始、中间、末尾开始读。/*文件头 SEEK_SET 0当前位置 SEEK_CUR 1文件尾 SEEK_END 2*/printf("%c\n", fseek(pf,-2,SEEK_CUR));//fseek参数,第一个是文件指针,第二个偏移量,第三是设置文件指针的位置printf("%c\n", fgetc(pf));printf("%c\n", fseek(pf, 1, SEEK_SET));//从文件头开始printf("%c\n", fgetc(pf));printf("%c\n", fseek(pf, -1, SEEK_END));//从文件末尾开始printf("%c\n", fgetc(pf));

6.2 ftell

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){return;}//读//顺序读取printf("%c\n", fgetc(pf));printf("%c\n", fgetc(pf));printf("%c\n", fgetc(pf));//ftell返回文件指针相对于起始位置的偏移量//ftell(pf);printf("%d\n", ftell(pf));//关fclose(pf);pf = NULL;

6.3 rewind

让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置

printf("%c\n", fgetc(pf));printf("%c\n", fgetc(pf));printf("%c\n", fgetc(pf));rewind(pf);//让文件指针回到起始位置printf("%d\n", ftell(pf));

7. ⽂件读取结束的判定

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。

例如: • fread判断返回值是否⼩于实际要读的个数。

(1) feof 函数

函数返回值:如果没有到文件尾,返回0;到达文件尾,返回一个非零值。

(2) ferror 函数

函数返回值:无错误出现时返回0;有错误出现时,返回一个非零值。

文件读取结束的判定(feof、ferror)

栗子

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>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;}//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);}//feof:当文件读取结束时,判断是不是遇到文件末尾才结束的//ferror:当文件读取结束时,判断是不是遇到错误才读取结束的//判断是什么原因结束的//ferror函数返回值:无错误出现时返回0;有错误出现时,返回一个非零值。if (ferror(fp)) //在这里如果不返回0那么就说明有错误,执行报错信息puts("I/O error when reading");//feof函数返回值:如果没有到文件尾,返回0;到达文件尾,返回一个非零值。else if (feof(fp))//这里就是判断是否到达文件尾,如果不返回0则说明已经到达文件尾puts("End of file reached successfully");//到达文件尾fclose(fp);return 0;}

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。

栗子

#include <windows.h>//VS2022 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;}

没刷新之前

刷新后

结论

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


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