C进阶-语言文件操作

小凡喜编程2023-10-21 4:05

本章重点：

什么是文件

文件名

文件类型

文件缓冲区

文件指针

文件的打开和关闭文件的顺序读写文件的随机读写文件结束的判定

1. 什么是文件

磁盘上的文件是文件。

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

1.1 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）。

1.2 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。

1.3 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。

2. 文件的打开和关闭

2.1 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,VS2008编译环境提供的 stdio.h头文件中有以下的文件类型申明：

cpp 复制代码 
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。

2.2 文件的打开与关闭

cpp 复制代码 
int main()
{
    //相对路径
    //绝对路径
    ///Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt

    //打开文件
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //读文件


    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;


    return 0;
}

3. 文件的顺序读写

3.1 顺序读写函数介绍

cpp 复制代码 
int main()
{
    //相对路径
    //绝对路径
    ///Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt

    //打开文件
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","w");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //读文件
    //写文件
    // fputc('a',pf);
    // fputc('b',pf);
    // fputc('c',pf);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 26; i++)
    {
        fputc('a'+i,pf);
    }


    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;


    return 0;
}
cpp 复制代码 
int main()
{
    //相对路径
    //绝对路径
    ///Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt

    //打开文件
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //读文件
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //a
    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch); //b
    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch); //c
    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);//d


    //写文件
    // fputc('a',pf);
    // fputc('b',pf);
    // fputc('c',pf);
    // int i = 0;
    // for (i = 0; i < 26; i++)
    // {
    //     fputc('a'+i,pf);
    // }


    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;


    return 0;
}
cpp 复制代码 
int main()
{
    //相对路径
    //绝对路径
    ///Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt

    //打开文件
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //读文件
    // int ch = fgetc(pf);
    // printf("%c\n",ch);  //a
    // ch = fgetc(pf);
    // printf("%c\n",ch); //b
    // ch = fgetc(pf);
    // printf("%c\n",ch); //c
    // ch = fgetc(pf);
    // printf("%c\n",ch);//d


    //写文件
    // fputc('a',pf);
    // fputc('b',pf);
    // fputc('c',pf);
    // int i = 0;
    // for (i = 0; i < 26; i++)
    // {
    //     fputc('a'+i,pf);
    // }

    // fputs("hello fan\n",pf);
    // fputs("hello fanfan\n",pf);

    //读文件 - 读一行
    char arr[10] = {0};
    fgets(arr,15,pf);
    printf("%s\n",arr);
    fgets(arr,15,pf);
    printf("%s\n",arr);


    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;


    return 0;
}
cpp 复制代码 
struct S
{
    int a;
    float s;
};

int main()
{
    //相对路径
    //绝对路径
    ///Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt

    //打开文件
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //写文件
    //struct S s = {100,3.14f};
    //fprintf(pf,"%d %f",s.a,s.s);
    struct S s = {0};
    fscanf(pf,"%d %f",&(s.a),&(s.s));

    printf("%d %f",s.a,s.s);


    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;


    return 0;
}
cpp 复制代码 
struct S
{
    int a;
    float s;
    char str[10];
};

int main()
{

    struct S s = {99, 6.18f, "bit"};
    //打开文件
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","wb");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    //写文件
    fwrite(&s,sizeof(struct S),1,pf);

    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;

    return 0;
}
cpp 复制代码 
int main()
{

    struct S s = {0};
    //打开文件
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","rb");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    
    //读文件
    fread(&s,sizeof(struct S),1,pf);
    printf("%d %f %s\n",s.a,s.s,s.str);

    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;

    return 0;
}

4. 文件的随机读写

4.1 fseek

根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。

int fseek ( FILE * stream , long int offset , int origin );

cpp 复制代码 
int main()
{
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //读文件
    //定位文件指针到f
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);   //a

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //b

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //c 

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //d

    fseek(pf,-3,SEEK_END);
    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);


    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;



    return 0;
}

4.2 ftell

返回文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );

cpp 复制代码 
int main()
{
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //读文件
    //定位文件指针到f
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);   //a

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //b

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //c 

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //d

    // fseek(pf,-3,SEEK_END);
    // ch = fgetc(pf);
    // printf("%c\n",ch);
    int pos = ftell(pf);
    printf("%d\n",pos); //4


    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;



    return 0;
}

4.3 rewind

让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );

cpp 复制代码 
int main()
{
    FILE* pf = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","r");
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }

    //读文件
    //定位文件指针到f
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);   //a

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //b

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //c 

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);  //d

    // fseek(pf,-3,SEEK_END);
    // ch = fgetc(pf);
    // printf("%c\n",ch);
    // int pos = ftell(pf);
    // printf("%d\n",pos); //4

    rewind(pf);  //回到起始位置

    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch); //a

    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;

    return 0;
}

5. 文本文件和二进制文件

6. 文件读取结束的判断

6.1 被错误使用的feof

牢记：在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接用来判断文件的是否结束。

而是应用于当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。

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）

例如：

fgetc判断是否为EOF.

fgets判断返回值是否为NULL.

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。

例如：

fread判断返回值是否小于实际要读的个数。

cpp 复制代码 
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);
}

//拷贝文件
//拷贝data.txt文件，产生一个新文件data1.txt

int main()
{
    FILE* pfRead = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data.txt","r");
    if (pfRead == NULL)
    {
        perror("open file for read");
        return 1;

    }

    FILE* pfWrite = fopen("/Users/fan/Documents/c_study/c_test26/data2.txt","w");
    if (pfWrite == NULL)
    {
        perror("open file for write");
        fclose(pfRead);
        pfRead = NULL;
        return 1;
    }


    //读写文件
    int ch = 0;
    while((ch = fgetc(pfRead)) != EOF)
    {
        fputc(ch,pfWrite);
    }


    //关闭文件
    fclose(pfRead);
    pfRead = NULL;

    fclose(pfWrite);
    pfWrite = NULL;


    return 0;
}

7. 文件缓冲区

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