C语言文件操作详解（上）(一)

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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