5. 文件的随机读写
5.1 fseek
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
将与流关联的位置指示器设置为新位置。
对于以二进制模式打开的流,新位置是通过向源指定的参考位置添加偏移量来定义的。
对于以文本模式打开的流,偏移量应为零或先前调用 ftel 返回的值,并且源必须SEEK_SET。
如果使用这些参数的其他值调用函数,则支持取决于特定的系统和库实现(不可移植)。
成功调用此函数后,流的文件结束内部指示器将被清除,并且之前对此流的 ungetc 调用的所有效果都将被删除。
在开放进行更新(读+写)的流上,对 fseek 的调用允许在读取和写入之间切换。
示例:
int main() { FILE* pFile; pFile = fopen("example.txt", "wb"); fputs("This is an apple.", pFile); fseek(pFile, 9, SEEK_SET); fputs(" sam", pFile); fclose(pFile); return 0; }
int main() { FILE* pf = fopen("example.txt", "r"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } //读文件 //定位文件指针到pf int ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); fseek(pf, -3, SEEK_CUR); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
5.2 ftell
返回文件指针相对于起始位置的偏移量
long int ftell ( FILE * stream );
返回流的位置指示器的当前值。
对于二进制流,这是从文件开头开始的字节数。
对于文本流,数值可能没有意义,但仍可用于稍后使用 fseek 将位置恢复到相同位置(如果有使用 ungetc 放回的字符仍在等待读取,则行为未定义)。
返回值
成功后,返回仓位指标的当前值。
失败时,返回 -1L,并将 errno 设置为特定于系统的正值。
示例:
int main() { FILE* pf = fopen("example.txt", "r"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } //读文件 //定位文件指针到pf int ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); int pos = ftell(pf); printf("%d\n", pos); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
5.3 rewind
让文件指针的位置回到文件的起始位置
void rewind ( FILE * stream );
将与流关联的位置指示器设置为文件的开头。
成功调用此函数后,将清除与流关联的文件结束和错误内部指示器,并且将丢弃以前对此流上 ungetc 的调用的所有效果。
在打开进行更新(读+写)的流上,对倒带的调用允许在读取和写入之间切换。
示例:
int main() { FILE* pf = fopen("example.txt", "r"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } //读文件 //定位文件指针到pf int ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); rewind(pf); ch = fgetc(pf); printf("%c\n", ch); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
6. 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。
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(VS2022测试)。
7. 文件读取结束的判定
7.1 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。
正确使用示例:
文本文件:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int c; // 注意:int,非char,要求处理EOF FILE* 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EOF while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环 { putchar(c); } //判断是什么原因结束的 if (ferror(fp)) puts("I/O error when reading"); else if (feof(fp)) puts("End of file reached successfully"); fclose(fp); return 0; }
二进制文件:
#include <stdio.h> enum { SIZE = 5 }; int main(void) { double a[SIZE] = { 1.,2.,3.,4.,5. }; FILE* fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须用二进制模式 fwrite(a, sizeof * a, SIZE, fp); // 写 double 的数组 fclose(fp); double b[SIZE]; fp = fopen("test.bin", "rb"); size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, SIZE, fp); // 读 double 的数组 if (ret_code == SIZE) { puts("Array read successfully, contents: "); for (int n = 0; n < SIZE; ++n) printf("%f ", b[n]); putchar('\n'); } else { // error handling if (feof(fp)) printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n"); else if (ferror(fp)) { perror("Error reading test.bin"); } } fclose(fp); }
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。
#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; }
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。
9.通讯录改造
我们之前的文章写道动态版的通讯录,但是在程序退出时,随着程序的终止,通讯录数据也随着清除了,那么我们根据这一章节的文件操作知识,是否有办法将我们的文件保存下来呢,在重新进入文件时,又能否读取保存的通讯录呢,下面我们就开始改造通讯录吧!
9.1 保存通讯录到本地
首先我们增加函数SaveCon到头文件声明,并在contact.c文件中定义
void SaveCon(Con* cont) { FILE* pf = fopen("contact.dat", "wb"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); } int i = 0; for (i = 0; i < cont->sz; i++) { fwrite(cont->data + i, sizeof(peo), 1, pf); } fclose(pf); pf = NULL; }
首先这里是打开condact.dat文件进行读写,判断是否成功,成功后逐字符进行写入,最后关闭文件,指针置空。
主函数switch语句中EXIT选项调用
示例:
我们添加4个联系人
9.2 读取本地通讯录
我们只需在初始化函数InitCon最后调用一个读取函数LoadCon即可,接下来我们编写LoadCon函数
int CheckCapacity(Con* cont); void LoadCon(Con* cont) { FILE* pf = fopen("contact.dat", "rb"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return; } peo tmp = { 0 }; while (fread(&tmp, sizeof(peo), 1, pf)) { if (0 == CheckCapacity(cont)) return; cont->data[cont->sz] = tmp; cont->sz++; } fclose(pf); pf = NULL; }
首先我们打开保存的文件,建立临时的peo,逐个读取文件内容,逐个复制到cont->data内,最后关闭文件,指针置空,需要注意的是,这里我们使用了CheckCapacity函数,所以要在前面加上声明,否则他会找不到此函数。
9.3 通讯录最终版全部代码
contact.h
#pragma once #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> #include<assert.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #define NAME_MAX 10 #define SEX_MAX 6 #define ADDR_MAX 20 #define TELE_MAX 12 #define N 3 #define INC 2 typedef struct people { char name[NAME_MAX]; char sex[SEX_MAX]; int age; char tele[TELE_MAX]; char addr[ADDR_MAX]; }peo; typedef struct Contact { peo* data; int capacity; int sz; }Con; enum { EXIT, ADD, DEL, MOD, SEARCH, SHOW, DISTORY, QSORT }; void InitCon(Con* cont); void add(Con* cont); void show(const Con* cont); int FindName(const Con* cont, const char* name); void del(Con* cont); void mod(Con* cont); void sel(const Con* cont); void Distory(Con* cont); int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2); void DistoryCon(Con* cont); void SaveCon(Con* cont);
contact.c
#include "contact.h" int CheckCapacity(Con* cont); void LoadCon(Con* cont) { FILE* pf = fopen("contact.dat", "rb"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return; } peo tmp = { 0 }; while (fread(&tmp, sizeof(peo), 1, pf)) { if (0 == CheckCapacity(cont)) return; cont->data[cont->sz] = tmp; cont->sz++; } fclose(pf); pf = NULL; } void InitCon(Con* cont) { assert(cont); cont->data = (peo*)malloc(N * sizeof(peo)); if (cont->data == NULL) { perror("malloc"); return; } cont->sz = 0; cont->capacity = N; LoadCon(cont); } int CheckCapacity(Con* cont) { if (cont->sz == cont->capacity) { peo* tmp = (peo*)realloc(cont->data, (cont->capacity + INC) * sizeof(peo)); if (tmp == NULL) { perror("relloc"); return 0; } else { cont->data = tmp; cont->capacity += INC; printf("增容成功"); return 1; } } return 1; } void add(Con* cont) { assert(cont); if (0 == CheckCapacity(cont)) return; printf("请输入要添加联系人的信息:\n"); printf("请输入姓名:"); scanf("%s", cont->data[cont->sz].name); printf("请输入性别:"); scanf("%s", cont->data[cont->sz].sex); printf("请输入年龄:"); scanf("%d", &cont->data[cont->sz].age); printf("请输入电话:"); scanf("%s", cont->data[cont->sz].tele); printf("请输入地址:"); scanf("%s", cont->data[cont->sz].addr); cont->sz++; printf("添加成功\n"); } void show(const Con* cont) { assert(cont); int i = 0; printf(" 通讯录\n"); printf(" +---------------------------------------------------------------+\n"); printf(" |姓名 性别 年龄 电话 地址 |\n"); for (i = 0; i < cont->sz; i++) { printf(" |%-10s %-5s %-5d %-11s %-15s |\n", cont->data[i].name, cont->data[i].sex, cont->data[i].age, cont->data[i].tele, cont->data[i].addr); } printf(" +---------------------------------------------------------------+\n"); } int FindName(const Con* cont, const char* name)//查找人函数 { assert(cont && name);//防止传入空指针 int i = 0; for (i = 0; i < cont->sz; i++) { if (!strcmp(cont->data[i].name, name))//查找通讯录是否有这个名字 { return i;//有就返回下标 } } return -1;//没有返回一个负数. } void del(Con* cont)//删除联系人函数 { assert(cont);//防止传入空指针 int i = 0; char name[NAME_MAX]; printf("请输入需要删除的联系人的姓名:\n"); scanf("%s", name); i = FindName(cont, name); if (i == -1) { printf("通讯录中没有该联系人,删除失败\n"); return; } for (; i < cont->sz - 1; i++)//注意这里sz要-1,因为下面用到了i+1下标 { cont->data[i] = cont->data[i + 1]; } cont->sz--; printf("删除成功,姓名为%s的联系人已删除\n", name); } void mod(Con* cont)//修改联系人函数 { assert(cont);//防止传入空指针 int ret = 0; char name[NAME_MAX]; printf("请输入要修改的联系人的姓名:\n"); scanf("%s", name); ret = FindName(cont, name); if (ret == -1) { printf("通讯录中没有该联系人,修改失败\n"); return; } printf("请输入修改后联系人的信息:\n"); printf("请输入姓名:"); scanf("%s", cont->data[ret].name); printf("请输入性别:"); scanf("%s", cont->data[ret].sex); printf("请输入年龄:"); scanf("%d", &cont->data[ret].age); printf("请输入电话:"); scanf("%s", cont->data[ret].tele); printf("请输入地址:"); scanf("%s", cont->data[ret].addr); printf("修改成功.\n"); } void sel(const Con* cont)//查询联系人函数 { char name[NAME_MAX]; printf("请输入要查询的联系人的名字:\n"); scanf("%s", name); int ret = FindName(cont, name); if (ret == -1) { printf("通讯录中没有该联系人,查询失败.\n"); return; } printf("查询成功,该联系信息如下:\n"); printf(" +---------------------------------------------------------------+\n"); printf(" |姓名 性别 年龄 电话 地址 |\n"); printf(" |%-10s %-5s %-5d %-11s %-15s |\n", cont->data[ret].name, cont->data[ret].sex, cont->data[ret].age, cont->data[ret].tele, cont->data[ret].addr); printf(" +---------------------------------------------------------------+\n"); } void Distory(Con* cont) { assert(cont); cont->sz = 0; printf("全部联系人删除成功!\n"); } int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2) { return strcmp(((peo*)p1)->name, ((peo*)p2)->name); } void DistoryCon(Con* cont) { free(cont->data); cont->data = NULL; cont->capacity = 0; cont->sz = 0; } void SaveCon(Con* cont) { FILE* pf = fopen("contact.dat", "wb"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); } int i = 0; for (i = 0; i < cont->sz; i++) { fwrite(cont->data + i, sizeof(peo), 1, pf); } fclose(pf); pf = NULL; }
main.c
#include"contact.h" void menu() { printf("\n 欢迎使用通讯录:\n"); printf(" +-------------------------------------------------------------+\n"); printf(" | 1.添加联系人 2.删除联系人 |\n"); printf(" | 3.修改联系人 4.查询联系人 |\n"); printf(" | 5.展示通讯录 6.删除全部联系人 |\n"); printf(" | 7.排序联系人 0.退出通讯录 |\n"); printf(" +-------------------------------------------------------------+\n"); printf("请选择:"); } int main() { int input = 0; Con cont; InitCon(&cont); while (1) { do { menu(); scanf("%d", &input); switch (input) { case EXIT: SaveCon(&cont); DistoryCon(&cont); printf("退出通讯录"); break; case ADD: add(&cont); break; case DEL: del(&cont); break; case MOD: mod(&cont); break; case SEARCH: sel(&cont); break; case SHOW: show(&cont); break; case DISTORY: Distory(&cont); break; case QSORT: qsort(cont.data, cont.sz, sizeof(peo), cmp_stu_by_name); printf("排序成功\n"); break; default: printf("输入错误"); break; } } while (input); break; } return 0; }
结语
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