一文带你玩转C语言文件操作

简介: 一文带你玩转C语言文件操作

目录

为什么需要使用文件

什么是文件

程序文件

数据文件

文件名

文件的打开和关闭

文件指针

文件的打开和关闭

文件的顺序读写

fgetc和fputc

fgets和fputs

fscanf,sscanf 和 fprintf,srpintf

fread和fwrite

文件的随机读写

fseek

ftell

rewind

文本文件和二进制文件

文件读取结束的判定

被错误使用的feof

文件缓冲区


为什么需要使用文件

在前面的结构体文章中,我们可以用它写一个通讯录的程序,当通讯录运行后,可以给通讯录增加,删除数据,这个时候数据是存储在内存中的,当程序结束后,通讯录里的数据就被还给操作系统了。这里就涉及到了我们的数据持久化的问题。我们把数据持久化一般有两种方法:1 数据存放到磁盘中 2 数据存放到数据库中。

使用文件我们就是可以将数据存放到电脑的磁盘上,使数据持久化。

什么是文件

磁盘上的文件就是文件。在程序设计中我们一般有两种文件:程序文件和数据文件。

程序文件

它包括源程序文件(后缀为.c) 目标文件(Windows环境下后缀为obj)可执行程序(windows环境下后缀为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,比如程序运行时需要从中读取数据的文件,或者输出内容的文件。

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

文件名

一个文件有一个唯一的文件标识名(文件标识名就是文件名),以便用户识别和引用,文件有三部分:文件路径+文件主干+文件后缀。

例:D:\practice\test.txt

文件的打开和关闭

文件指针

缓冲文件系统中,关键的概念是“文件类型指针”,简称为 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(比如:文件的名字,状态,当前的位置等)。这些信息都是保存在一个结构体变量中的,该结构体类型是系统声明的,取名为FILE

在vs2013编译环境下stdio.h的头文件下有以下的文件类型声明:

struct _iobuf {
        char *_ptr;
        int   _cnt;
        char *_base;
        int   _flag;
        int   _file;
        int   _charbuf;
        int   _bufsiz;
        char *_tmpfname;
       };
typedef struct _iobuf FILE;

不同的编译器FILEL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,系统就会根据文件的情况自动创建一个FILE的结构变量,并填充其中的信息,使用者不必关心细节。

一般都是通过这个FILE指针来维护这个FILE结构的变量。

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。可以通过pf指向某个文件的文件信息区。通过该文件信息区中的信息就能够访问到该文件。就是说:通过文件指针变量可以找到与它相关的文件。

文件的打开和关闭

文件在读写的时候是先打开文件,在使用后关闭文件

在编写程序的时候,打开文件的时候,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 );

屏幕截图 2023-07-31 164015.png

栗子:

int main()
{
  FILE* pf;
  pf = fopen("test.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //写文件
  //关闭文件
  fclose(pf);
  return 0;
}

因为我的这个文件下没有test.txt文件,它就报错了

文件的顺序读写

fgetc和fputc

int main()
{
  FILE* pf;
  pf = fopen("test.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  int ch = fgetc(pf);
  printf("%c ", ch);
  ch = fgetc(pf);
  printf("%c ", ch);
  ch = fgetc(pf);
  printf("%c ", ch);
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

int main()
{
  FILE* pf;
  pf = fopen("test.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  fputc('a', pf);
  fputc('b', pf);
  fputc('c', pf);
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

fgets和fputs

int main()
{
  FILE* pf;
  pf = fopen("test.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    printf("open");
    return 1;
  }
  fputs("aaaaaa", pf);
  fputs("xxxxxxx", pf);
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

注意:读取文件在num-1结束或者遇到换行结束

int main()
{
  FILE* pf;
  pf = fopen("test.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  char arr[10] = { 0 };
  fgets(arr, 10, pf);
  printf("%s", arr);
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

fscanf,sscanf 和 fprintf,srpintf

struct S
{
  int a;
  double b;
};
int main()
{
  FILE* pf;
  pf = fopen("test.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  struct S s = { 1, 3.15 };
  fprintf(pf, "%d %f", s.a, s.b);
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

struct S
{
  int a;
  double b;
};
int main()
{
  FILE* pf;
  pf = fopen("test.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  struct S s = { 0 };
  fscanf(pf, "%d %lf", &(s.a), &(s.b) );
  printf("%d %f", s.a, s.b);
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

struct S
{
  int a;
  float b;
  char ch[10];
};
int main()
{
  struct S s = { 10, 19.5, "hello" };
  char arr[100] = { 0 };
  sprintf(arr, "%d %f %s", s.a, s.b, s.ch);
  printf("%s", arr);
}

int main()
{
  struct S s = { 10, 19.5, "hello" };
  char arr[100] = { 0 };
  sprintf(arr, "%d %f %s", s.a, s.b, s.ch);
  //printf("%s", arr);
  struct S tmp = { 0 };
  sscanf(arr,"%d %f %s", &(tmp.a), &(tmp.b), &(tmp.ch));
  printf("%d %f %s", tmp.a, tmp.b, tmp.ch);
}

结论:

scanf:从标准输入流中读取格式化的数据

printf:从标准输出流中写格式化的数据

fscanf:适用于所有输入流读取格式化输入函数

fprintf:适用于所有输出流写格式化输出函数

sscanf:从字符串中读取格式化的数据

sprintf:将格式化的数据转化为字符串

fread和fwrite

#include <stdio.h>
struct S
{
  int a;
  double b;
  char arr[10];
};
int main()
{
  struct S s = { 1, 3.2, "hello" };
  FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
  return 0;
}

struct S
{
  int a;
  double b;
  char arr[10];
};
int main()
{
  struct S tmp = { 0 };
  FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  fread(&tmp, sizeof(struct S), 1, pf);
  printf("%d %f %s\n", tmp.a, tmp.b, tmp.arr);
  return 0;
}

文件的随机读写

fseek

根据文件指针的位置和偏移量在定位指针

int main()
{
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  fseek(pf, 2, SEEK_SET);
  int ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);
  return 0;
}

ftell

返回文件指针相对于起始位置的偏移量

int main()
{
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  fseek(pf, 2, SEEK_SET);
  int ch = fgetc(pf);
  //printf("%c\n", ch);
  int pos = ftell(pf);
  printf("%d\n", pos);
  return 0;
}

rewind

让文件指针的位置回到文件的起始位置

文本文件和二进制文件

根据数据的具体方式,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。

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

文件读取结束的判定

被错误使用的feof

文件在读取的过程中,不能用feo函数的返回值直接用来判断文件是否结束。

而是作用于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。返回的是非零的值则是读取到了文件末尾,否则读取失败而结束。

判断是否读取结束可以用:

1文本文件是否读取结束,判断返回值是 否为EOF(fgetc),或者NULL(fgets)

2. 二进制文本的读取结束判断,判断返回值是否小于实际要读的个数

栗子:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
    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);
}

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。

也就是做文件的数据不是直接传送给磁盘的,会有一块区域让它们等待,到达一定的量后将它们再一起传送给磁盘。

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