Windows学习笔记-16（Windows文件操作相关）

一、Windows文件系统概述

1.1 Windows支持的文件系统

cpp 复制代码

NTFS（NT File System）     - 现代Windows默认，支持ACL、加密、压缩
FAT32（File Allocation Table） - 兼容性好，最大4GB文件
exFAT（Extended FAT）      - 大文件支持，适合闪存设备
ReFS（Resilient File System） - 服务器级，数据完整性

1.2 文件路径格式

cpp 复制代码

// 不同路径表示
"file.txt"                 // 当前目录
".\\data\\file.txt"        // 相对路径
"C:\\Windows\\system32"    // 绝对路径（驱动器路径）
"\\\\Server\\Share\\file"  // UNC路径（网络共享）
"\\\\.\\PhysicalDrive0"    // 设备名称空间路径
"\\\\?\\C:\\verylongpath"  // 扩展长度路径（超过MAX_PATH）

1.3 Windows文件API分类

传统Win32 API：CreateFile, ReadFile, WriteFile等
CRT（C运行时）函数：fopen, fread, fwrite（最终调用Win32 API）
COM接口：IFileOperation（Shell操作）
.NET Framework ：System.IO命名空间
现代Windows API：Windows.Storage（UWP应用）

二、核心文件操作函数

2.1 文件创建与打开 - CreateFile

函数原型

cpp 复制代码

HANDLE CreateFile(
  LPCSTR                lpFileName,              // 文件名
  DWORD                 dwDesiredAccess,         // 访问权限
  DWORD                 dwShareMode,             // 共享模式
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,    // 安全属性
  DWORD                 dwCreationDisposition,   // 创建方式
  DWORD                 dwFlagsAndAttributes,    // 文件属性/标志
  HANDLE                hTemplateFile            // 模板文件句柄
);

参数详解

1. dwDesiredAccess（访问权限）

cpp 复制代码

// 基本访问权限
0                           // 仅查询属性（无数据访问）
GENERIC_READ                // 读访问
GENERIC_WRITE               // 写访问
GENERIC_EXECUTE             // 执行访问
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE // 读写访问

// 标准访问权限（更精细控制）
FILE_READ_DATA              // 读取文件数据
FILE_WRITE_DATA             // 写入文件数据
FILE_APPEND_DATA            // 追加数据
FILE_READ_EA                // 读取扩展属性
FILE_WRITE_EA               // 写入扩展属性
FILE_EXECUTE                // 执行文件
FILE_READ_ATTRIBUTES        // 读取文件属性
FILE_WRITE_ATTRIBUTES       // 写入文件属性

// 标准权限组合
STANDARD_RIGHTS_REQUIRED    // 删除/读取安全描述符/更改权限等
STANDARD_RIGHTS_READ        // 读取权限
STANDARD_RIGHTS_WRITE       // 写入权限

2. dwShareMode（共享模式）

cpp 复制代码

0                           // 独占访问，其他进程无法打开
FILE_SHARE_READ             // 允许其他进程读
FILE_SHARE_WRITE            // 允许其他进程写
FILE_SHARE_DELETE           // 允许其他进程删除
// 常见组合
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE  // 允许多进程读写

3. dwCreationDisposition（创建方式）

cpp 复制代码

CREATE_NEW                  // 创建新文件，如果存在则失败
CREATE_ALWAYS               // 总是创建，覆盖已存在文件
OPEN_EXISTING               // 打开已存在文件，不存在则失败
OPEN_ALWAYS                 // 打开文件，不存在则创建
TRUNCATE_EXISTING           // 打开并清空文件，不存在则失败

使用示例

cpp 复制代码

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

void CreateFileExamples() {
    HANDLE hFile;
    
    // 示例1：创建新文件（读写）
    hFile = CreateFile(
        L"test.txt",                    // 文件名
        GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,   // 读写权限
        0,                              // 独占访问
        NULL,                           // 默认安全属性
        CREATE_NEW,                     // 创建新文件
        FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,          // 普通文件
        NULL                            // 无模板
    );
    
    if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        DWORD err = GetLastError();
        if (err == ERROR_FILE_EXISTS) {
            printf("文件已存在！\n");
        }
    } else {
        printf("文件创建成功！\n");
        CloseHandle(hFile);
    }
    
    // 示例2：打开现有文件（只读）
    hFile = CreateFile(
        L"test.txt",
        GENERIC_READ,
        FILE_SHARE_READ,                // 允许其他进程读
        NULL,
        OPEN_EXISTING,
        FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
        NULL
    );
    
    if (hFile != INVALID_HANDLE_VALUE) {
        printf("文件打开成功！\n");
        CloseHandle(hFile);
    }
    
    // 示例3：异步文件操作
    hFile = CreateFile(
        L"largefile.dat",
        GENERIC_READ,
        FILE_SHARE_READ,
        NULL,
        OPEN_EXISTING,
        FILE_FLAG_OVERLAPPED | FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN,
        NULL
    );
}

2.2 文件读取 - ReadFile

函数原型

cpp 复制代码

BOOL ReadFile(
  HANDLE       hFile,                // 文件句柄
  LPVOID       lpBuffer,             // 数据缓冲区
  DWORD        nNumberOfBytesToRead, // 要读取的字节数
  LPDWORD      lpNumberOfBytesRead,  // 实际读取的字节数
  LPOVERLAPPED lpOverlapped          // 重叠I/O结构指针
);

2.3 文件写入 - WriteFile

函数原型

cpp 复制代码

BOOL WriteFile(
  HANDLE       hFile,                // 文件句柄
  LPCVOID      lpBuffer,             // 数据缓冲区
  DWORD        nNumberOfBytesToWrite, // 要写入的字节数
  LPDWORD      lpNumberOfBytesWritten, // 实际写入的字节数
  LPOVERLAPPED lpOverlapped          // 重叠I/O结构指针
);

2.4 文件指针操作

2.4.1 SetFilePointer - 移动文件指针

cpp 复制代码

DWORD SetFilePointer(
  HANDLE hFile,                    // 文件句柄
  LONG   lDistanceToMove,          // 移动距离（低32位）
  PLONG  lpDistanceToMoveHigh,     // 移动距离（高32位）
  DWORD  dwMoveMethod              // 移动基准
);

// 移动基准常量
FILE_BEGIN     // 从文件开头
FILE_CURRENT   // 从当前位置
FILE_END       // 从文件结尾

2.4.2 SetFilePointerEx - 扩展版本（推荐）

cpp 复制代码

BOOL SetFilePointerEx(
  HANDLE         hFile,
  LARGE_INTEGER  liDistanceToMove,
  PLARGE_INTEGER lpNewFilePointer,
  DWORD          dwMoveMethod
);

参数说明

参数	类型	说明
`hFile`	`HANDLE`	已打开的文件句柄，需具有 `GENERIC_READ`或 `GENERIC_WRITE`权限
`liDistanceToMove`	`LARGE_INTEGER`	要移动的距离（有符号 64 位整数），正数向文件尾方向移动，负数向文件头方向移动
`lpNewFilePointer`	`PLARGE_INTEGER`	可选参数，用于接收移动后的新文件指针位置。如果为 `NULL`，则不返回
`dwMoveMethod`	`DWORD`	移动的基准位置，取值如下： • `FILE_BEGIN`（0）：从文件头开始 • `FILE_CURRENT`（1）：从当前位置开始 • `FILE_END`（2）：从文件尾开始

返回值

成功：返回 TRUE，此时 lpNewFilePointer会包含新位置。
失败：返回 FALSE，可调用 GetLastError()获取错误码。

示例：

cpp 复制代码

HANDLE hFile = CreateFile("example.txt", GENERIC_READ, 0, NULL, 
                          OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
if (hFile != INVALID_HANDLE_VALUE) {
    LARGE_INTEGER liPos = {0};
    liPos.QuadPart = 1024; // 移动到第1024字节处
    LARGE_INTEGER newPos = {0};
    
    if (SetFilePointerEx(hFile, liPos, &newPos, FILE_BEGIN)) {
        printf("新位置: %lld\n", newPos.QuadPart);
    } else {
        printf("错误: %d\n", GetLastError());
    }
    CloseHandle(hFile);
}

2.4.3 GetFileSize - 获取文件大小

cpp 复制代码

DWORD GetFileSize(
  HANDLE  hFile,              // 文件句柄
  LPDWORD lpFileSizeHigh      // 文件大小高32位
);

// 替代函数（推荐）
BOOL GetFileSizeEx(
  HANDLE         hFile,       // 文件句柄
  PLARGE_INTEGER lpFileSize   // 文件大小
);

示例：

cpp 复制代码

// 方法1：GetFileSize
HANDLE hFile = CreateFile(...);
DWORD fileSizeHigh = 0;
DWORD fileSizeLow = GetFileSize(hFile, &fileSizeHigh);
if (fileSizeLow == INVALID_FILE_SIZE && GetLastError() != NO_ERROR) {
    printf("获取文件大小失败！\n");
} else {
    LONGLONG totalSize = ((LONGLONG)fileSizeHigh << 32) | fileSizeLow;
    printf("文件大小: %lld 字节\n", totalSize);
}

// 方法2：GetFileSizeEx（更简单）
LARGE_INTEGER fileSize;
if (GetFileSizeEx(hFile, &fileSize)) {
    printf("文件大小: %lld 字节\n", fileSize.QuadPart);
}

2.5 文件时间操作

2.5.1 GetFileTime - 获取文件时间

cpp 复制代码

BOOL GetFileTime(
  HANDLE     hFile,                // 文件句柄
  LPFILETIME lpCreationTime,       // 创建时间
  LPFILETIME lpLastAccessTime,     // 最后访问时间
  LPFILETIME lpLastWriteTime       // 最后修改时间
);

2.5.2 SetFileTime - 设置文件时间

cpp 复制代码

BOOL SetFileTime(
  HANDLE         hFile,                // 文件句柄
  const FILETIME *lpCreationTime,      // 创建时间
  const FILETIME *lpFileLastAccessTime, // 最后访问时间
  const FILETIME *lpLastWriteTime      // 最后修改时间
);

时间操作示例：

cpp 复制代码

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

void FileTimeExample(LPCWSTR filename) {
    HANDLE hFile = CreateFile(
        filename,
        GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
        0,
        NULL,
        OPEN_EXISTING,
        FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
        NULL
    );
    
    if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) return;
    
    // 获取文件时间
    FILETIME ftCreate, ftAccess, ftWrite;
    if (GetFileTime(hFile, &ftCreate, &ftAccess, &ftWrite)) {
        // 转换FILETIME为SYSTEMTIME（可读格式）
        SYSTEMTIME stCreate, stAccess, stWrite;
        SYSTEMTIME stLocal;
        
        FileTimeToSystemTime(&ftCreate, &stCreate);
        FileTimeToSystemTime(&ftAccess, &stAccess);
        FileTimeToSystemTime(&ftWrite, &stWrite);
        
        // 转换为本地时间
        FileTimeToLocalFileTime(&ftWrite, &ftWrite);
        FileTimeToSystemTime(&ftWrite, &stLocal);
        
        printf("创建时间: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
               stCreate.wYear, stCreate.wMonth, stCreate.wDay,
               stCreate.wHour, stCreate.wMinute, stCreate.wSecond);
        
        printf("最后修改: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
               stLocal.wYear, stLocal.wMonth, stLocal.wDay,
               stLocal.wHour, stLocal.wMinute, stLocal.wSecond);
    }
    
    // 设置新的修改时间（当前时间）
    SYSTEMTIME stNew;
    GetSystemTime(&stNew);  // 获取当前UTC时间
    
    FILETIME ftNew;
    SystemTimeToFileTime(&stNew, &ftNew);
    
    // 只更新最后修改时间
    SetFileTime(hFile, NULL, NULL, &ftNew);
    
    CloseHandle(hFile);
}