C语言文件操作详解(上)(一)

简介: 这段内容主要介绍了C语言中文件操作的基本概念和常用函数。

一、文件简介


1.数据文件


利用文件存储数据是实现数据持久化方式的一种。文件可以分为以下两类:


  • 程序文件:包括源程序文件(.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。比如程序运行需要从中读取数据的文件或输出内容的文件。


以往许多情况下,我们C程序的输入输出是以终端为对象的,即从终端的键盘输入数据,运行结果显示到显示器上。




而有时我们也会把信息输出到磁盘上,需要时再把磁盘上的数据读入到内存中,这时我们就需要处理磁盘上的数据文件



2.文件名


文件名是一个文件唯一的文件标识,包含三部分:


文件路径、文件名主干、文件后缀


如        E:\Assignment\C++\cpp_practice\test.txt


C语言中我们经常要用到文件名来对文件进行操作。


二、文件指针


可以简单的理解为,C语言代码中,用文件指针来对文件进行维护。


每个被使用的文件都在内存中开辟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、文件状态以及文件的当前位置等等。而文件信息区实际上是一个结构体变量。该结构体类型由系统自动声明,每当打开一个文件时,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,这个结构体变量取名为FILE




一般通过一个FILE指针来维护FILE结构体变量,这个指针就是文件指针。通过文件信息区中的信息就能访问该文件,因此通过文件指针变量,能够找到与它相关联的文件。


FILE *pFile;    //文件指针变量



三、文件的打开与关闭


文件在读写之前,应先打开文件,在使用结束之后应关闭文件。就像一个装东西的瓶子,使用前必须先打开瓶盖,用完之后要关上瓶盖,否则无法对瓶内的东西进行操作。


编写程序时,在打开文件的同时会返回一个FILE*的指针变量指向该文件相当于建立了指针和文件的关系。


使用fopen()函数来打开文件。


1. fopen()函数


fopen()函数的API文档:fopen - C++ Reference


函数原型


FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );


C 库函数 FILE *fopen(const char *filename, const char *mode) 使用给定的模式 mode 打开 filename 所指向的文件。


参数与返回值


  • filename -- 字符串,表示要打开的文件名称或路径。


直接写文件名称,其实就是文件的相对路径,默认在工程文件同一文件夹下创建文件。如:fopen("myFile.txt","w"); 若"myFile"文件不存在,则运行后会在该项目工程文件夹下自动创建该文件。

也可以写绝对路径:fopen("c:\\code\\myFile.txt","w");  注意文件名字符串中的双斜杠\\,第一个 \ 是转义字符的作用。

此外,文件名中不一定要包含后缀,可以写"test"也可以写"test.txt"。且有一些字符是文件名中禁止使用的,包括\/:*?"<>|


  • mode -- 字符串,表示文件的访问模式,可以是以下表格中的值(注意一定要用双引号):



注意:若以"w"的模式打开一个已经写过的文件进行写入,原内容会被清空。而用追加"a"可以避免这个问题。


  • 返回值:如果文件成功打开,则该函数返回一个指向该文件的文件信息区的 FILE 指针;否则则返回 NULL。因此,在每一次打开文件后,我们都需要对fopen()的返回值进行检查,判断它是否为NULL。


2. fclose()函数


fclose()函数的API文档:fclose - C++ Reference


函数原型


int fclose(FILE *stream);


C 库函数 int fclose(FILE *stream) 关闭流 stream。刷新所有的缓冲区。


参数与返回值


  • 参数即指向要关闭文件的文件指针,类型为FILE *。
  • 返回值:如果文件流被成功关闭,则返回0;如果失败,则返回EOF。


注意:fclose()调用后,文件指针pFile不会被置为NULL!此时pFile是一个野指针。要避免野指针错误,需手动在关闭文件流后置空文件指针:pFile = NULL;


虽然在进程结束后,文件流也会自动关闭。但fopen()与fclose()仍应该成对出现,在打开文件后要有关闭文件的操作,并在fopen()调用后对其返回值进行NULL检查。这一点与动态内存管理函数malloc等非常相似。  


3. fopen()与fclose()的使用示例


(1)使用相对路径打开文件


示例代码如下。首先,在代码运行前,我的工程文件夹下"test_tjfz.txt"文件并不存在。



运行该代码,由于我选择的打开方式为"w",因此当目录下文件不存在时,系统将会自动建立一个名为"test_tjfz.txt"的新文件。


#include<stdio.h>
 
//文件操作
int main()
{
  FILE* pf = NULL;
  //"w" 写
  pf = fopen("test_tjfz.txt", "w");
    //对文件指针进行检查
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
 
    //写文件...
 
    //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;  //pf置空,避免野指针错误
 
  return 0;
}


此时,文件夹下出现了"test_tjfz.txt"文件:



2)使用绝对路径打开文件


int main()
{
  //打开文件
  //相对路径
  //FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
 
  //绝对路径
  FILE* pf = fopen("E:\\code\\test.txt", "w");
 
  if (NULL == pf)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
 
  //写文件...
 
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
 
  return 0;
}


代码运行前后效果如下:



四、文件的顺序读写


文件的读写分为顺序读写与随机读写,这里先介绍顺序读写的几种读写函数。



1. fgetc()    字符输入函数


fgetc()函数的API文档:fgetc - C++ Reference


函数原型


int fgetc ( FILE * stream );


C 库函数int fgetc(FILE *stream) 从指定的文件流 stream 中获取下一个字符(一个无符号字符),并把位置标识符往前移动。


参数与返回值


  • stream --一个指向 FILE 对象的指针,标识了要从哪个文件流向内存输入字符。
  • 返回值:如果成功读入,则该函数返回所读取的字符值(以无符号 char 强制转换为 int 的形式返回读取的字符);如果到达文件末尾或发生读错误则返回 EOF。


2. fputc()    字符输出函数


fputc()函数的API文档:fputc - C++ Reference


函数原型


int fputc ( int character, FILE * stream );


C 库函数 int fputc(int character, FILE *stream) 把参数character 指定的字符(一个无符号字符)写入到指定的文件流 stream 中,并把位置标识符往前移动。


参数与返回值

character -- 一个要被写入的字符。该字符以其对应的 int 值进行传递。

stream -- 指向 FILE 对象的指针,该 FILE 对象标识了要被写入字符的文件流。

返回值:如果没有发生错误,则返回被写入的字符。如果发生错误,则返回 EOF,并设置错误标识符。


3. fgetc() 与 fputc() 的使用


(1)fputc()写入单个字符


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


结果如下,在相应的文件中,字符'a'被成功写入。



如果此时我们用一个变量接收fputc()函数的返回值,则可以发现其返回值正是被写入字符的ASCII码值(int类型):



(2)在文件中fputc()入26个字符


int main()
{
  FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
 
  for (int i = 0; i < 26; i++)
  {
    fputc('a' + i, pf);
  }
 
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}


效果如下:



(3)用fgetc()从文件中读入26个字母


可以采用循环的方式进行读取。


int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  if (NULL == pf)
  {
    perror("fopen");
    return 1;
  }
 
  //读文件
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 26; i++)
  {
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c ", ch);
  }
 
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
 
  return 0;
}


但若不知道一共要从文件中读取打印多少个字符,怎么办呢?


从fgetc()函数的返回值可知,当到达文件末尾时,将返回EOF。因此可以用EOF作读取结束标志,当读取到的字符等于EOF时,才打印:


int ch = 0;
while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
{
  printf("%c ", ch);
}


C语言文件操作详解(上)(二)+

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