C语言之文件操作

这一节我准备分三个部分来带领大家了解文件

------一、有关文件的基础知识

------------二、文件的简单操作

------------------------三、文件结束的判定

------------------------------------四、文件缓冲区

一、文件的基础知识：

首先在了解文件之前，我们需要了解C/C++程序内存的划分：

1、为什么要使用文件：

当我们了解内存划分以后，我们可以知道如果没有⽂件，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，数据就丢失了，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，我们可以使⽤⽂件。

例如：

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	printf("%d", n);
	return 0;
}
//这里的n就是存储于内存中的，如果退出程序，n就会被回收，数据也就会丢失

2、什么是文件？

磁盘（硬盘）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（从⽂件功能的⻆度来分类的）。

（1）程序文件：

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）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。

------我们这里所说的文件指数据文件。

3、文件名：

⼀个⽂件要有⼀个唯⼀的⽂件标识，以便⽤⼾识别和引⽤。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

为了⽅便起⻅，⽂件标识常被称为⽂件名。

4、⼆进制⽂件和⽂本⽂件：

（1）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** 。

（2）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**。

以上就是有关文件的知识，下面就是我们的文件的简单操作。

二、文件的简单操作

1、流和标准流：

（1）流：

我们程序的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备获取数据，不同的外部设备的输⼊输出操作各不相同，为了⽅便程序员对各种设备进⾏⽅便的操作，我们抽象出了流的概念，我们可以把流想象成流淌着字符的河。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。⼀般情况下，我们要想向流⾥写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。

（2）标准流：

那为什么我们从键盘输⼊数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流呢？

那是因为C语⾔程序在启动的时候，默认打开了3个流：

• 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。

这是默认打开了这三个流，我们使⽤scanf、printf等函数就可以直接进⾏输⼊输出操作的。

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的。

2、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。该结构体类型是由系统声明的，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：

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。
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。

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间接找到与它关联的⽂件。

3、文件的打开与关闭：

文件的使用就像是我们喝水的动作，首先我们需要拧开瓶盖，然后喝水，喝完后关闭瓶盖。文件的使用一样先打开，再进行一系列操作，最后关闭文件。

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。

ANSI C 规定使⽤ fopen 函数来打开⽂件， fclose 来关闭⽂件。

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读写文件
	

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

mode表⽰⽂件的打开模式，下⾯都是⽂件的打开模式：

3、文件的顺序读写

首先，第一组fputc与fgetc：

fputc一个字符一个字符的放入我们的文件：

#include<stdio.h>

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fgetc一个字符一个字符从文件中读取(返回值int)

1、如果成功读取返回字符的ASCLL码值。

2、如果读取失败返回EOF。

第二组：fgets、fputs

1、fputs：添加一个字符串在我们的文件里，但是我们不主动添加换行的话，添加的字符串全都会在文件的第一行

#include<stdio.h>

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件
	fputs("hello world", pf);
	fputs("hello computer", pf);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

2、fgets：
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );

对于这个函数，我们需要一个数组去存储我们读取的元素，str就是我们的数组指针，num是我们要读取的字符个数，但是它最多只会读取n-1个元素，它会自动将最后一个元素的位置补上'\0'，并且它只会读一行的元素，如果第一行元素小于num那么它只会将第一行的元素全部读取，如果'\n'也在我们的读取范围内，它也会将其读取上。

如果读取成功返回我们的数组指针，如果读取失败返回NULL；

第三组：fscanf与sprintf

1、fprintf

struct person
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct person s = { "zhangsan",20,70.4f };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文本形式写文件
	fprintf(pf, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

2、fscanf

同时上面的函数适用于所有输入输出流，什么意思呢？我们的scanf，printf不是运用了我们的stdin，stdout吗，例如fscanf、fprintf我们只需要将文件指针，改成我们的输入输出流，就可以让这些函数变成普通的scanf，printf。

此外还有两个函数sscanf、与sprintf。


4、文件的随机读写

上面所有的函数都是一个字符或者一个字符串的形式读或写，那我们如何读取指定的文件内容呢？

那就是

1、fseek（根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针）。

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件zhangsan 20 70.400002
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//应该打印z，光标移动到h
	fseek(pf, 4, SEEK_CUR);//从光标位置开始偏移4个位置
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//打印s
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}
//如果使用SEEK_END那么偏移量为负数/0即可

2、ftell：返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件zhangsan 20 70.400002
	int ch = fgetc(pf);
	//printf("%c\n", ch);//应该打印z，光标移动到h
	fseek(pf, 4, SEEK_CUR);//从光标位置开始偏移4个位置，s位置
	printf("%d", ftell(pf));//从文件起始位置到当前位置，从z到s偏移了5，所以打印5


	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

3、rewind:让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );即可。

三、文件结束的判定

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("wenjian.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//文件zhangsan 20 70.400002
	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c", ch);
	}
	printf("\n");
	//判断什么原因读取结束
	if (feof(pf))
	{
		printf("遇到文件末尾");
	}
	else if (ferror(pf))//发生错误
	{
		perror("ferror");
	}
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

学完上面的我们就可以拷贝文件 了对不对。

四、文件缓冲区：

ANSIC 标准采⽤"缓冲⽂件系统" 处理的数据⽂件的，所谓缓冲⽂件系统是指系统⾃动地在内存中为

程序中每⼀个正在使⽤的⽂件开辟⼀块"⽂件缓冲区"。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓

冲区，装满缓冲区后才⼀起送到磁盘上。如果从磁盘向计算机读⼊数据，则从磁盘⽂件中读取数据输

⼊到内存缓冲区（充满缓冲区），然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。缓

冲区的⼤⼩根据C编译系统决定的。

到这里我们的文件就结束了，大家可以在cplusplus里查看这里的函数，再自己尝试写一下。