C语言——文件操作
目录
文件是什么
程序文件
数据文件
二进制文件和文本文件
文件名
文件的作用
文件的打开和关闭
流和标准流
流
标准流
文件指针
文件打开和关闭
打开文件：fopen
关闭文件：fclose
测试代码
文件具体操作
顺序读写
fputc
编辑
fgetc
fputs
fgets
fprintf
fscanf
fwrite
fread
对比
随机读写
fseek
ftell
rewind
文件读取结束的判定
文件结束原因
feof
编辑
ferror和feof
文件缓冲区
文件是什么
磁盘（硬盘）上的⽂件是⽂件。
程序文件
数据文件
这里我们将会使用到的就是数据文件，我们以前所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（屏幕）上。
二进制文件和文本文件
根据 数据的组织形式 ，数据⽂件分为 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的⽂件中，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 。
文件名
注意：1.文件名可以不包含后缀名2.文件名中有一些禁止使用的字符，文件名不能包含这些字符：\/:*?"<>|3.文件的后缀名决定了一个文件的默认打开方式
4.文件路径指的是从盘符到该文件所经历的路径中各符号名的集合
文件的作用
如果没有⽂件，我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中，如果程序退出，内存回收，数据就会失，等再次运⾏程序，是看不到上次程序的数据的，如果要将数据进⾏持久化的保存，我们就需要使⽤⽂件。
文件的打开和关闭
流和标准流
流
C程序针对⽂件、画⾯、键盘等的数据输⼊输出操作都是通过流操作的。内存中的程序向文件输出内容是写文件，文件向内存中的程序输入是读文件。
标准流
stdin - 标准输⼊流。在⼤多数的环境中从键盘输⼊，scanf函数就是从标准输⼊流中读取数据。
stdout - 标准输出流。⼤多数的环境中输出至显示器界面，printf函数就是将信息输出到标准输出 流中。
stderr - 标准错误流。⼤多数环境中输出到显⽰器界⾯（屏幕）
stdin、stdout、stderr 三个 流的类型 是： FILE * ，通常称为 ⽂件指针 。
C语⾔中，就是通过 FILE* 的⽂件指针来维护流的各种操作。
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，该结构体类型是由系 统声明的，取名 FILE ，而这个结构体类型的指针就是 文件指针 —— FILE*
不同的C编译器的FILE类型包含的内容(结构体成员）不完全相同，但是⼤同⼩异。
FILE* pf1;//创建⽂件指针变量pf1这样，通过⽂件指针变量能够 间接找到与它关联的⽂件 。
文件打开和关闭
打开文件：fopen
fopen第一个参数是需要打开的文件的文件名，第二个参数是mode，表⽰⽂件的打开模式，在C Plusplus上面也给出了一些文件的打开模式。
下面也对一些打开模式进行了总结
打开方式 含义 指定文件不存在处理方式
如果打开文件成功，就会返回一个文件指针；如果打开失败，就会返回空指针，所以在打开文件时我们要判断文件是否打开成功。
关闭文件：fclose
这里的参数也就是一个文件指针，通过文件指针找到相应的文件，进行文件的关闭。
测试代码
//文件操作
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "w");//以写write的模式打开
//使用一个文件指针来接收
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;//打开失败，直接返回不为0的数据
}
//打开成功
//进行读或者写的操作
//关闭文件
fclose(fp);
fp = NULL;//避免fp成为野指针
return 0;
}通过前面我们知道如果以写的形式打开，当前目录指定文件不存在，就会在当前目录下创建一个新文件。
打开文件夹，我们可以看见创建了一个新的文件test.txt
文件具体操作
顺序读写
接下来的这些函数是按顺序来进行读或者写操作的。
fputc
我们先在C Plusplus看看这个函数
我们可以知道fputc是写一个字符到流中的，这是一个字符输出函数，适用于所有的输出流
通过这个函数，我们可以向流中写字符，如果成功写入会返回写的字符，如果出现问题就会返回文件末尾。
我们来使用一下这个函数
//文件操作
#include<stdio.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* fp = fopen("test.txt", "w");
if (fp == NULL)
{
//打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//打开成功
//进行操作
fputc('a', fp);
fputc('b', fp);
fputc('c', fp);
fputc('d', fp);
fputc('e', fp);
fputc('f', fp);
fputc('g', fp);
//关闭文件
fclose(fp);
fp = NULL;//避免fp成为野指针
return 0;
}
我们可以看见成功打开了一个文件，并且进行了字符输入，我们也可以使用循环进行输入
char c = 0;
for (c = 'a'; c <= 'z'; c++)
{
fputc(c, fp);
}我们可以看到，它清空了原来的字符进行了新的写操作，这里需要注意的是
是否清空原来的字符主要是跟我们打开文件的方式有关系，如果你打开文件是w打开的，写入就会清空原来文件内容，如果是想追加写，打开文件方式是a
fgetc
我们依然先在C Plusplus看看这个函数
我们可以知道fgetc是从流中获取一个字符的，这是一个字符输入函数，适用于所有的输入流。我们可以使用它来读文件，如果读取成功就返回读取的字符，如果读取失败就返回文件末尾（EOF）。
我们来使用一下这个函数
#include<stdio.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (fp == NULL)
{
//打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//打开成功
//进行操作
printf("%c", fgetc(fp));
printf("%c", fgetc(fp));
printf("%c", fgetc(fp));
printf("%c", fgetc(fp));
printf("%c", fgetc(fp));
//关闭文件
fclose(fp);
fp = NULL;//避免fp成为野指针
return 0;
}
读取了五次，也就读取到了五个字符（最开始写文件向文件写入了abcd……xyz)
我们可以使用循环来读取全部内容
char c = 0;
while ((c = fgetc(fp)) != EOF)
{
printf("%c", c);
//没有遇到文件末尾读取就没有结束
}
fputs
我们可以看到我们可以知道fputs是写一个字符串到流中的，这是一个文本行输出函数，适用于所有的输出流
如果写入失败就会返回EOF
//文件操作
#include<stdio.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* fp = fopen("test.txt", "w");
if (fp == NULL)
{
//打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//打开成功
//进行操作
fputs("abcdefgh", fp);
//关闭文件
fclose(fp);
fp = NULL;//避免fp成为野指针
return 0;
}
fgets
我们可以知道fgets是从流中获取字符串的，这是一个文本行输入函数，适用于所有的输入流。
str：一个字符数组指针接收读取到的字符
num:最大读取到的字符个数
stream：获取字符的流
如果读取成功返回str（存储数据数组的地址），失败会进行判断，有feof和ferror两种可能（后面会有讲解）
接下来，我们来进行使用
#include<stdio.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (fp == NULL)
{
//打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//打开成功
//进行操作
char arr[100] = { 0 };
/*while (fgets(arr,100,fp)!=NULL)
{
printf("%s ", arr);
}*/
fgets(arr, 100, fp);
printf("%s ", arr);
//关闭文件
fclose(fp);
fp = NULL;//避免fp成为野指针
return 0;
}
fprintf
这个我们可以将它与printf进行对比
我们可以看到fprintf只是多了第一个参数，printf是从标准输出流进行读，fprintf是可以从所有的输出流中进行读，是一个格式化输入函数，其他与printf的使用没有很大的差别。
我们来简单使用一下：
#include<stdio.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* fp = fopen("test.txt", "w");
if (fp == NULL)
{
//打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//打开成功
//进行操作
char name[10] = "Lily";
int num = 123;
float weight = 56;
fprintf(fp, "%s %d %.2f", name, num, weight);
//关闭文件
fclose(fp);
fp = NULL;//避免fp成为野指针
return 0;
}
我们也可以在标准输出流进行输出
fscanf
这个我们可以将它与scanf进行对比
我们可以看到fscanf只是多了第一个参数，scanf是从标准输入流进行读，fscanf是可以从所有的流中进行读，是一个格式化输入函数。
#include<stdio.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (fp == NULL)
{
//打开失败
perror("fopen");
return 1;
}
//打开成功
//进行操作
//读文件
char name[20] = { 0 };
int num = 0;
float weight = 0;
fscanf(fp, "%s %d %f", name, &num, &weight);
printf("%s %d %.2f", name, num, weight);
//关闭文件
fclose(fp);
fp = NULL;//避免fp成为野指针
return 0;
}
我们在标准输入流和标准输出流进行一个简单的测试
//标准输入流，标准输出流
#include<stdio.h>
int main()
{
char name[20] = { 0 };
int num = 0;
float weight = 0;
fscanf(stdin, "%s %d %f", name, &num, &weight);
fprintf(stdout,"%s %d %.2f", name, num, weight);
return 0;
}
fwrite
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "wb");
//以二进制形式写wb
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6 };
int count = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
fwrite(arr, sizeof(arr[0]), count, fp);
fclose(fp);
fp = NULL;
return 0;
}
当以二进制形式写，我们是无法读取到内容的，我们可以使用fread读取二进制信息。
fread
fread是以⼆进制进行输入，适用于⽂件输入流。
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "rb");
//以二进制形式读，rb
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
int arr[6] = { 0 };
int i = 0;
for (i = 0; i < 6; i++)
{
//fread(&arr[i], sizeof(arr[0]), 6, fp);
//读取一次打印一次
fread(arr + i, sizeof(arr[0]), 6, fp);
printf("%d ", arr[i]);
}
fclose(fp);
fp = NULL;
return 0;
}
fread读取成功返回值是读取的元素总个数，如果返回值小于要求读取的个数，那就意味着这是最后一次读取。
对比
printf --针对标准输出流（ stdout ）的，将数据以格式化的形式， 输出到屏幕上
scanf ﹣针对标准输入流（ stdin ）的，从键盘上输入格式化的数据
fprintf --针对所有输出流的，格式化的输出函数
fscanf --针对虽有输入流的，格式化输入函数
sprintf --将格式化的数据转换成字符串
sscanf -﹣从字符串中提取出格式化的数据
随机读写
fseek
fseek可以根据 ⽂件指针的位置和偏移量 来定位 ⽂件指针 （⽂件内容的光标）
offset代表文件指针的偏移量origin代表文件指针起始位置1.SEEK_SET——文件指针的起始位置2.SEEK_SUR——文件指针的当前位置3.SEEK_END——文件指针的末尾
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//abcdefg
// |abcdefg |代表光标位置
fseek(fp, 1, SEEK_SET);
// a|bcdefg
//与开头偏移量为1，读取到b
char c1 = fgetc(fp);
//使用fgetc光标位置向后面移动
// ab|cdefg
printf("test1:%c\n", c1);
fseek(fp, 1, SEEK_CUR);
// abc|defg
//与当前位置偏移量为1，读取到d
char c2 = fgetc(fp);
printf("test2:%c\n", c2);
fseek(fp, -2, SEEK_END);
// abcde|fg
//与结尾偏移量为-2，读取到f，向前面走2步
char c3 = fgetc(fp);
printf("test3:%c\n", c3);
fclose(fp);
fp = NULL;
return 0;
}
我们一起来看看运行结果，是不是我们想的
注意！！！ 使用fgetc光标会往后面移动一位
ftell
返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量，也就是文件光标到文件起始位置的偏移量，返回类型为long int
rewind
让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置，这样方便我们下一次的操作
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (fp == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
//abcdefg
fseek(fp, -2, SEEK_END);
char c3 = fgetc(fp);
printf("test3:%c\n", c3);
long int ret1 = ftell(fp);
printf("ret1:%ld\n", ret1);
rewind(fp);//文件光标回到起始位置
long int ret2 = ftell(fp);
printf("ret2:%ld\n", ret2);
fclose(fp);
fp = NULL;
return 0;
}
文件读取结束的判定
不同函数使用，判断文件结束的方式不一样
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）
——fgetc 判断是否为 EOF .（读取正常返回读取字符的ASCII码值）——fgets 判断返回值是否为 NULL （读取正常返回存储数据数组的地址）
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。fread读取成功返回值是读取的元素总个数，如果返回值小于要求（实际）读取的个数，那就意味着这是最后一次读取。
文件结束原因
1.遇到文件末尾（正常结束）
2.文件读取失败
feof
文件读取结束有很多种可能，而feof不是用来判断文件是否结束。
feof 的作⽤：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 。
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (fopen == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
char ch = 0;
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF)
{
putchar(ch);
}
printf("\n");
//判断读取结束原因
if (ferror(fp))
{
//文件读取遇到错误
puts("Meet error when reading");
}
else if (feof(fp))
{
//文件读取到末尾
puts("End of file reached successfully");
}
fclose(fp);
fp = NULL;
return 0;
}
显然，这一段代码是遇到文件末尾结束的。
二进制文件读取结束
//二进制文件读取结束
#include <stdio.h>
enum { SIZE = 5 };
int main(void)
{
double a[SIZE] = { 1.,2.,3.,4.,5. };
FILE* fp = fopen("test.txt", "wb"); // 二进制模式打开写文件
fwrite(a, sizeof * a, SIZE, fp); // 写 double 的数组
fclose(fp);
double b[SIZE];
fp = fopen("test.txt", "rb");//读文件
size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, SIZE, fp); // 读 double的数组
if (ret_code == SIZE)//判断读取到的元素个数是否与要求读取的相等
{
puts("Array read successfully, contents: ");
for (int n = 0; n < SIZE; ++n)
printf("%f ", b[n]);
putchar('\n');
}
//读取不一致判断结束原因
else
{ // error handling
if (feof(fp))
{
printf("Error reading test.txt: unexpected end of file\n");
}
else if (ferror(fp))
{
perror("Error reading test.txt");
}
}
fclose(fp);
}
可以发现文件正常结束
ferror和feof
1. 在文件读／写的过程中，如果发生错误，就会将一个错误标记，设置一下
ferror ()：检测这个错误标记是否被设置，如果被设置，就是在读取过程中发生错误
2.在文件读／写的过程中，如果遇到文件末尾，就会将会有一个文件末尾的标记，设置一下
feof ()函数:检测这个文件末尾标记是否被设置，如果被设置，就是在读取过程中遇到文件末尾