C语言笔记16：文件操作

文章目录

C语言笔记16：文件操作

C语言笔记16：文件操作

前置知识

文件作用

文件能够将数据持续化保存，按照功能分类可以分为程序文件和数据文件，Linux下路径分隔符为/，windows下为\。

二进制文件和文本文件

文本文件和二进制文件的区别在于存储内容和解释方法不同，这点在程序中就能体现，比方说一个"12345"字符串，占用空间6个字节（包括\0)，而使用int a = 12345;却只占用4个字节，文本文件存储的内容一般是utf-8或者ASCII等等编码表的编码。

流

流是一个C标准库级别的抽象概念，和操作系统的文件描述符很相似却又不一样，流具有用户级空间缓冲，fd文件描述符只有内核级缓冲。可以简单理解成流是封装过的fd，而fd是流的底层实现。

文件指针

在<stdio.h>头文件中提供了FILE的定义：
c 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;
每调用一次fopen都会动态开辟一块空间，在堆上存放这个FILE结构体信息。通过这个FILE结构体可以间接地找到与它所关联的文件。
c 复制代码
#include<stdio.h>

FILE* pf;//定义文件指针变量

文件打开和关闭

c 复制代码

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

c 复制代码

int fclose(FILE* stream);

fclose返回值表示成功与否

mode

mode	含义	不存在是否新建
"r"	输入	否，打开失败
"w"	输出	是
"a"	向文件末尾追加内容	是
"rb"	二进制输入	否，打开失败
"wb"	二进制输出	是
"ab"	二进制追加	是
"r+"	读写方式打开	否
"w+"	读写方式打开	是
"a+"	文件末尾读写	是
"rb+"	二进制读写	否
"wb+"	二进制读写	是
"ab+"	二进制文件末尾读写	是

文件顺序读写

函数	功能	适用
fgetc	输入字符	所有输入流
fputc	输出字符	所有输出流
fgets	输入字符串	所有输入流
fputs	输出字符串	所有输出流
fscanf	格式化输入	所有输入流
fprintf	格式化输出	所有输出流
fread	二进制输入	文件输入流
fwrite	二进制输出	文件输出流

为什么二进制输入输出不适用于标准输入输出流呢？标准输入输出流是向终端打印文本信息，使用二进制输入输出可能会产生一些意想不到的后果，比如换行符的解释不同，以及一些控制字符的问题。ctrl + C , ctrl + D。

scanf/sscanf/fscanf

printf/sprintf/fprintf之间的区别

scanf从键盘获取内容，sscanf从字符串中获取内容，fscanf从文件中获取内容

printf打印到屏幕，sprintf输出到字符串，fprintf输出到文件。

文件随机读写

fseek

c 复制代码

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

从origin开始偏移offset位置

c 复制代码

#include <stdio.h>

int main()
{
	FILE* pfile;
	pfile = fopen("example.txt","wb");
	fputs("This is an apple.",pfile);
	fseek(pfile,9,SEEK_SET);
	fputs(" sam",pfile);
	fclose(pfile);
	return 0;
}

从开始位置偏移9是哪里呢？

光标指向字母n的位置了，从这里开始输出" sam"，n被替换成了" "，最终结果是"This is a sample."

ftell

c 复制代码

long int ftell(FILE* stream);

这个返回值和上面的long int offset是一个类型的，说明返回的是偏移量。

使用ftell计算文件大小

c 复制代码

#include <stdio.h>

int main()
{
	FILE* pf = fopen("example.txt","rb");
	
	fseek(pf,0,SEEK_END);
	long int size = ftell(pf);
	fclose(pf);
	printf("%ld\n",size);
	
	return 0;
}

上面程序有个点需要注意，比方说example.txt文件存放内容为："This is a sample."。那SEEK_END指向的位置是哪里呢？是.吗？还是\0？

我们刚刚使用的输出接口是fputs，这是一个专门用于字符串输出的接口，它和fprintf一样，属于**专门用于字符输出的，它们的共同点在于不会将\0输出到文件中，因为\0只是C语言用来表示字符串结束的标志，不属于字符串的有效内容。**那所以SEEK_END指向的位置是.吗？

也不是，SEEK_END实际上指向.后面的EOF。为什么ftell返回SEEK_END相对于文件起始位置的偏移量就是文件的大小而不是文件大小-1？原因就在于SEEK_END并不是指向.而是.后面的EOF。
运行结果：

fputs和fprintf都不会向文件中打印\0，那fgets的行为是什么呢？

fgets读到换行符或者第n - 1个字符会停止，然后在末尾加上\0，输入到缓冲区中。也就是会读取\n

fscanf则取决于占位符的类型，它的行为参考scanf的行为。scanf读取内容其实是在缓冲区中读取，比方说输入abcd\n，缓冲区的内容就是abcd\n，如果以%s的形式输入，就会省略\n，\n会被留在缓冲区里面，如果以%c形式输入，则有可能读取到\n。

rewind(倒回)

c 复制代码

void rewind(FILE* stream);

文件读取结束

文件读取结束判断返回值

判断fgetc返回值是否为EOF

判断fgets返回值是否为NULL

判断fscnaf匹配占位符数量是否正确

fread判断返回值是否小于要读取的个数

feof

c 复制代码

int feof(FILE* stream);

这是一个极容易误用的函数，原因在于它的实际作用是，当读取文件时已经将EOF读取到后，调用该函数才会返回一个非0值。
feof实际作用是，文件读取结束时，判断结束原因是否是读取到EOF。或者是ferror（pf）。
举个例子

c 复制代码

#include <stdio.h>

int main()
{
	FILE* pf = fopen("example.txt","rb");
	char buffer[100];
	while(!feof(pf))
	{
		fgets(buffer,sizeof(buffer),pf);
		printf("%s",buffer);
	}
	fclose(pf);
	return 0;
}

假设example.txt内容如下：

当fgets读完第三行内容的时候，此时并没有读到EOF，但是文件实际上已经读完了，再次读取时fgets返回NULL（成功返回传入的缓冲区指针）。但是这里没有判断fgets的返回值，而是判断feof返回值，以为文件还没读完，所以就会出错。

文件缓冲区

使用fflush是刷新到用户级缓冲区中。