C语言文件操作

为什么使用文件

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

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）

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）

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，本章讨论的是数据文件

在以前各章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上。 其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上文件

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:\user\data.txt

二进制文件和文本文件

根据数据的组织形式，数据文件被称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，如果不加以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本件就是文本文件， ⼀个数据在文件中是怎么存储的呢？ 字符⼀律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。 如有整数10000，如果以ASCII码的形式输出到磁盘，则磁盘中占用5个字节（每个字符⼀个字节），而二进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节

int main()
{
	int a = 10000;
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	fwrite(&a, 4, 1, pf);//⼆进制的形式写到⽂件中
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

现在就把10000转化成为了二进制，最后再以十六进制输出显示结果

文件的打开和关闭

流和标准流

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操作，就抽象出了流的概念，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，我们要想向流里面写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作

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： C语言中，就是通过 FILE *，通常称为文件指针，FILE* 的文件指针来维护流的各种操作的

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 头文件中有以下的为文件类型申明

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， 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

文件的打开和关闭

文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件。 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fopen 函数来打开文件，fclose来关闭文件

//打开⽂件
 
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );

//关闭⽂件
 
int fclose ( FILE * stream );

mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式

int main()
{
	FILE* pr=fopen("test.txt", "r");
	if (pr == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;//异常退出
	}
	fclose(pr);
	pr = NULL;

		return 0;
}

我们以只读的方式打开test.txt文件，最后关闭文件

文件的顺序读写

顺序读写函数

上⾯说的适用于所有输入流⼀般指适用于标准输入流和其他输入流（如文件输入流）；所有输出流一般指适用于标准输出流和其他输出流（如文件输出流）

举几个例子

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

运行代码没有任何报错，说明数据已经成功输入进去了

那如果想把24个英文字母都输入怎么办？

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pr = fopen("test.txt", "w");
	if (pr == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	int ch = 'a';
	for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
	{
		fputc(ch, pr);
	}
	//关闭文件
	fclose(pr);
	pr = NULL;
	return 0;
}

int main()
{
	FILE* pr = fopen("test.txt", "r");
	if (pr == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	int ch = fgetc(pr);
	printf("%c\n", ch);

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

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

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

	ch = fgetc(pr);
	printf("%c\n", ch);
	fclose(pr);
	pr = NULL;
	return 0;
}

有多少个fgetc函数就能读多少个字符

那我想都读出来怎么办？

int main()
{
	FILE* pr = fopen("test.txt", "r");
	if (pr == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pr))!= EOF)
	{
		printf("%c ",ch);
	}
	fclose(pr);
	pr = NULL;
	return 0;
}

int main()
{
	FILE* pr = fopen("test.txt", "w");
		if (pr == NULL)
		{
			perror("fopen");
			return 1;
		}
		fputs("hello world\n", pr);
		fputs("hello world\n", pr);
		fputs("hello world\n", pr);
	return 0;
}

那我们要把结构体里面的数据写进文件里面就可以这样写

struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct S s = { "张三",20,65.5f };
	FILE* pr = fopen("test.txt", "w");
	if (pr == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fprintf(pr, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	fclose(pr);
	pr = NULL;
	return 0;
}

这里的浮点数默认是小数点后六位

那在看一下这种写法

int main()
{
	struct S s = { "张三",20,65.5f };
	FILE* pr = fopen("test.txt", "r");
	if (pr == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fscanf(pr, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));
	printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	fclose(pr);
	pr = NULL;
	return 0;
}

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