【学习笔记之我要C】文件操作

一、什么是文件

  在程序设计中，我们一般讲的文件有两种，分别是程序文件和数据文件，它们是从文件功能的角度来进行分类的。

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）。
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。
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个部分：文件路径+文件名主干+文件后缀，例如：c:\code\123.txt
     为了方便起见，文件标识通常被称为文件名。

二、文件的打开和关闭

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：文件名，文件状态以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。
2.  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。
3. 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。
4. 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，通过文件指针变量就能够找到与它关联的文件。

1. 文件的打开和关闭
     文件在读写之前应该先打开文件，哎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);
//关闭文件
int fclose(FILE * stream);

int main() {
  FILE* pf;
  //打开文件
  pf = fopen("myflie.txt", "w");
  //文件操作
  if (pf != NULL) {
    fputs("fopen example", pf);
    //关闭文件
    fclose(pf);
  }
  return 0;
}

三、文件的读写顺序

struct S {
  char arr[10];
  int num;
  float sc;
};
int main() {
  struct S s = { "bacdef", 10, 5.5f };
  //对格式化的数据进行写入文件
  FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
  if (NULL == pf) {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //写文件
  fprintf(pf, "%s %d %f", s.arr, s.num, s.sc);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

struct S {
  char arr[10];
  int num;
  float sc;
};
int main() {
  struct S s = { 0 };
  //对格式化的数据进行写入文件
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (NULL == pf) {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  fscanf(pf, "%s %d %f", s.arr, &(s.num), &(s.sc));
  //打印
  printf("%s %d %f", s.arr, s.num, s.sc);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

scanf、fscanf、sscanf与printf、fprintf、sprintf

scanf - 针对标准输入的格式化的输入语句 - stdin

printf - 针对标准输出的格式化输出语句 - stdout

fscanf - 针对所有输入流的格式化的输入语句 - stdin/文件

fprintf - 针对所有输出流的格式化输出语句 - stdout/文件

sscanf - 从一个字符串中读取一个格式化的数据

sprintf - 把一个格式化的数据，转换成字符串

struct S {
  char arr[10];
  int num;
  float sc;
};
int main() {
  struct S s = { "abcedf", 20, 5.5f };
  struct S tmp = { 0 };
  char buf[100] = { 0 };
  //sprintf - 把一个格式化的数据，转换成字符串
  sprintf(buf, "%s %d %f", s.arr, s.num, s.sc);
  printf("%s\n", buf);
  //从buf字符串中还原出一个结构体数据
  sscanf(buf, "%s %d %f", tmp.arr, &(tmp.num), &(tmp.sc));
  printf("%s %d %f\n", tmp.arr, tmp.num, tmp.sc);
  return 0;
}

四、文件的随机读写

1. fseek
   根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
   

2.ftell

返回文件指针相对于起始位置的偏移量。

3.rewind

让文件指针的位置回到文件的起始位置。

int main() {
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (NULL == pf) {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读取文件
  int ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);
  //调整文件指针
  fseek(pf, 1, SEEK_CUR);
  ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);
  ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);
  //获取文件指针偏移量
  int ret = ftell(pf);
  printf("%d\n", ret);
  //让文件指针回到初识位置
  rewind(pf);
  int ret1 = ftell(pf);
  printf("%d\n", ret1);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

五、文本文件和二进制文件

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。

 数据在内存中存储时，字符一律以ASCII形式存储，数值型数据既可以寄用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，则在磁盘上占4个字节。

int main() {
  int a = 10000;
  FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
  if (NULL == pf) {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  //写文件
  fwrite(&a, sizeof(int), 1, pf);
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

六、文件读取结束的判定

  被错误使用的feof

  牢记：在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接用来判断文件的是否结束。

  而是应用于当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇到文件尾结束。

文本文件读取是否结束，判断返回值是否为EOF（fgetc），或者NULL（fgets）

fgetc函数在读取结束的时候，会返回EOF，

正常读取的时候，返回的是读取到的字符的ASCII码值。

fgets函数在读取结束的时候，会返回NULL，

正常读取的时候，返回存放字符串的空间起始地址。

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。

fread函数在读取的时候，返回的是实际读取到的完整元素的个数，

如果发现读取到的完整的元素个数小于指定的元素个数，这就是最后一次读取了。

七、文件缓冲区

ANSIC标准采用缓冲文件系统处理的数据文件，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，转慢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。

 因为缓冲区的存在，C语言在操作文件时，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束时关闭文件。如果不做，可能会导致读写文件的问题。