C语言文件操作（一文带你吃透文件各种操作）

有很多学校都是不会讲文件操作这块知识的，但是考试还要考。文件操作在平常中也是有所应用的。这篇文章详细讲述对于文件的各种操作，对于考试和平常引用是完全足够啦！

一、为什么要使用文件

 我们前面的文章模拟实现通讯录的程序，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。

二、什么是文件

 磁盘上的文件夹是文件。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）。

2、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、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。在我们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。

三、文件的打开关闭及读写操作

3、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;

 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。比如：

3、2 文件的打开和关闭操作

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。具体我们结合这下面的代码一起理解一下。

//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream )
//具体实例
/* fopen fclose example */
#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;
}

  我们看到上述代码中，文件操作中有fputs函数，这就涉及到了文件的读写。具体我们接着往下看。

3、3 文件的读写函数详解

 我们先来看一下文件常用的读写函数都有哪些：

 每个函数都有自己的特点，我们来详细看一下。

3、3、1 fgetc、fputc函数详解

 我们先来看fgetc函数的参数和返回值。

  通过上面我们可以看出，该函数的参数是一个文件指针，该文件指针指向的是我们要读取字符的文件。当读取成功时返回值为该字符的ASCLL码值，读取失败或者读到文件末尾返回EOF。我们在该文件路径底下已经有一个文件，该文件及内容如下图所示：

具体我们看下面的例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
  //读的方式打开test.txt文件
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  int ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);
  ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);
  ch = fgetc(pf);
  printf("%c\n", ch);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

 我们先看一下运行结果，再对结果分析一下。

  我们看到上面是我们三次从文件中读取字符。刚开始时，pf指针指向文件的第一个字符，读完第一个字符过后，pf指针指向下一个字符。则结果即为如上图所视。

 我们再看一下fputc函数的参数和返回值：

 fputc函数就是把一个字符输出到文件中，如果输入成功，返回该字符。如果输入失败，则会返回EOF。

 同样，我们结合下面例子理解一下：

#include<stdio.h>
int main()
{
  //读的方式打开test.txt文件
  FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //输入字符到test.txt文件
  fputc('a', pf);
  fputc('b', pf);
  fputc('c', pf);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

  结果如下：

 我们看到，原来test.txt文件中的字符被覆盖了。当我们使用写入的操作时，原文件的内容会被覆盖。

3、3、2 fgets、fputs函数详解

 fgets、fputs函数与fgetc、fputc函数大同小题，但是又有所不同。fgets、fputs函数是输入和输出一行。我们先看fgets、fputs函数的参数和返回值。

 fputs函数是把一个字符串到文件中，fgets函数是把文件中的字符串输出到字符指针中。我们先看fput的例子。

#include<stdio.h>
int main()
{
  //读的方式打开test.txt文件
  FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //输入字符到test.txt文件
  fputs("hello\n", pf);
  fputs("world\n", pf);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

注意，输出到文件时可以输出换行符，到文件中是有换行的效果，如下图：

 如果没有换行符，则是在一行上显示的，如下图：

我们再看一下fgets函数，是从文件中读取字符串到字符指针中。在读取中我们还可以自己选择读取字符的个数。我们看下面例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (NULL == pf)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  //测试一行数据
  char buf[20] = {0};
  fgets(buf, 20, pf);
  printf("%s", buf);
  fgets(buf, 20, pf);
  printf("%s", buf);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

我们看结果：

虽然我们是读取的20个字符，但是读取只限一行。所以读完一行后不再往下读。 结果如上图所示。

3、3、3 fscanf、fprintf函数详解

 我们先看fscanf、fprintf函数的参数和返回值 ：

 从上图中，我们可以看到fprintf函数是把一些数据输出到文件中，输出成功返回所输出的个数，如果失败就会返回零。我们先看一下fprintf函数的例子，如下：

#include<stdio.h>
struct S
{
  char name[20];
  int age;
  float score;
};
int main()
{
  struct S s = { "zhangsan", 20, 95.5 };
  FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
  if (NULL == pf)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  // 格式化的写入文件
  fprintf(pf, "%s %d %f\n", s.name, s.age, s.score);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

我们看一下输出结果：

 从上述例子中我们可以总结一下：fprintf函数与printf参数函数很相似，只不过是fprintf函数是输出到文件中，而printf是输出到屏幕上。

这是我们文件中有“zhangsan 20 95.500000”这些数据，我们再看fscanf函数。fscanf函数是把读取文件中的数据输入到变量上。我们直接看例子：

#include<stdio.h>
struct S
{
  char name[20];
  int age;
  float score;
};
int main()
{
  struct S s = { 0 };
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (NULL == pf)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //格式化的读取文件
  fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));
  //打印看数据
  printf("%s %d %f\n", s.name, s.age, s.score);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

我们看结果：    同样我们可以看出，fscanf函数与scanf参数函数很相似，只不过是fscanf函数是从文件中输入到变量中，而scanf是从屏幕上输入到变量中。

3、3、4 fread、fwrite函数的详解

fread、fwrite函数读写的是以二进制的形式来读写的。fread、fwrite函数读写成功的返回所读写的个数。如果失败就会返回0.我们看参数和返回值。

第一个参数为要读写的指针，第二个为读写元素的大小，第三个参数为读写的个数，最后一个参数为读写的文件指针。我们直接看例子：

struct S
{
  char name[20];
  int age;
  float score;
};
//测试二进制的写函数：fread
int main()
{
  struct S s = { 0};
  FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
  if (NULL == pf)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //读文件
  fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
  printf("%s %d %f\n", s.name, s.age, s.score);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}
测试二进制的写函数fwrite
int main()
{
  struct S s = { "张三", 20, 98.5};
  FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
  if (NULL == pf)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
  //写文件
  fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}

fread、fwrite函数与上述的函数相似，只不过是读写是以二进制的形式。

四、总结

上述的总结中，我们主要掌握第三大部分即可。第三部分的文件操作函数非常用的。文件操作的细节较多，这也是相对来说较为麻烦的一项。掌握这篇文章足以应对学校的期末考试和平时的使用。

 希望以上内容对你有所帮助，感谢阅读ovo~