文件处理操作

简介: 文件处理操作

我们前面学习结构体时,写了通讯录的程序,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。


我们在想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。


所以就有了文件这一节内容。


1. 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(从文件功能的角度来分类的)。


1.1 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)。


1.2 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。


1.3 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。


2.  文件的打开和关闭


2.1 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。该结构体类型是有系统声明的,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;

这里用2013版举例是因为2019 以及更高的版本内容被封装了,不好去寻找到。


虽然不同的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。


下面我们可以创建一个FILE*的指针变量:

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找到与它关联的文件。


8e5bc79e29284782aa903f88c3febb4e.png



2.2 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来关闭文件。


f31902ab441d4396aef7f46da8b4f89f.png


该函数有两个参数:


2a55885c9c9648c6ae8ccb8395e12dfe.png


第一个参数是文件的名字,第二个参数则是对文件的具体操作。


r :是读取

w :是修改

a :是追加

r+ :读取以及更新

w+ :修改以及更新

a+ : 追加以及更新


但是后面三种我们用的很少。


c7a694cffa1e4526b244301ec89b812c.png


该函数开辟成功返回一个FILE* 的指针,否则开辟一个NULL,所以我们需要去判断它的返回值。

例如:


#include <stdio.h>
int main()
{
  FILE* fl = fopen("index.txt", "w");
  if (NULL == fl)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
//打开成功则开始处理文件
  fclose(pf);
    pf = NULL;
  return 0;
}


打开方式如下:


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 出错
“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 建立一个新的文件


3.文件的读写


文件的读写又分为顺序读写和随机读写。


顺序读写:


c提供了以下这些函数用于对文件的读写:


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


4. 随机读写


4.1 fseek


函数定义:


ba177ff93c9642c98bb1a6c7d2631611.png

函数作用:


61ed68d3ceea4690bdda7b5f912c32e8.png

意思就是说:根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。

函数参数:


0b092cc90e044f38ac1889f98650bb51.png

FILE * stream :流的位置。


long int offest :偏移量。

int origin :用作偏移参考的位置。


举个例子:


#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
  FILE* pFile;
  pFile = fopen("example.txt", "wb");
  fputs("This is an apple.", pFile);
  fseek(pFile, 4, SEEK_END);
  fputs(" sam", pFile);
  fclose(pFile);
  return 0;
}


4.2  ftell

48290b58cfee4442952aad18a79c4f5f.png


返回文件指针相对于起始位置的偏移量

当我们走着走着不知道自己去哪里了,可以用 ftell 找回来。


#include <stdio.h>
int main ()
{
    FILE * pFile;
    long size;
    pFile = fopen ("myfile.txt","rb");
    if (pFile==NULL) perror ("Error opening file");
    else
    {
        fseek (pFile, 0, SEEK_END); // non-portable
        size=ftell (pFile);
        fclose (pFile);
        printf ("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n",size);
    }
    return 0;
}


4.3 rewind


a8f6fa18934a4b0fb913411d3caf7f1c.png

让文件指针的位置回到文件的起始位置

例如:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int n;
  FILE* pFile;
  char buffer[27];
  pFile = fopen("myfile.txt", "w+");
  for (n = 'A'; n <= 'Z'; n++)
    fputc(n, pFile);
  rewind(pFile);
  fread(buffer, 1, 26, pFile);
  fclose(pFile);
  buffer[26] = '\0';
  puts(buffer);
  return 0;
}



当然c语言还有很多很多关于随机读写的函数,下次当要用到时可以去 cplusplus.com 上面查找,我不可能在这里面写的面面俱到。

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