C语言——文件读写

喜欢ヅ旅行 2022-06-01 04:21 278阅读 0赞

在济宁实训期间，有几个项目用到了文件读写，之前从来没接触过，反正也有时间，不如自学一下，从网上找了一篇比较好的文档。http://www.360doc.com/content/12/0320/23/8093902\_196139987.shtml

需要了解的概念

需要理解的知识点包括：数据流、缓冲区、文件类型、文件存取方式

**1.1 数据流：**

指程序与数据的交互是以流的形式进行的。进行C语言文件的存取时，都会先进行“打开文件”操作，这个操作就是在打开数据流，而“关闭文件”操作就是关闭数据流。

**1.2 缓冲区(Buffer)：**

指在程序执行时，所提供的额外内存，可用来暂时存放做准备执行的数据。它的设置是为了提高存取效率，因为内存的存取速度比磁盘驱动器快得多。

C语言中带缓冲区的文件处理：

C语言的文件处理功能依据系统是否设置“缓冲区”分为两种：一种是设置缓冲区，另一种是不设置缓冲区。由于不设置缓冲区的文件处理方式，必须使用较低级的I/O函数(包含在头文件io.h和fcntl.h中)来直接对磁盘存取，这种方式的存取速度慢，并且由于不是C的标准函数，跨平台操作时容易出问题。下面只介绍第一种处理方式，即设置缓冲区的文件处理方式：

当使用标准I/O函数(包含在头文件stdio.h中)时，系统会自动设置缓冲区，并通过数据流来读写文件。当进行文件读取时，不会直接对磁盘进行读取，而是先打开数据流，将磁盘上的文件信息拷贝到缓冲区内，然后程序再从缓冲区中读取所需数据，如下图所示：

![SouthEast][]

事实上，当写入文件时，并不会马上写入磁盘中，而是先写入缓冲区，只有在缓冲区已满或“关闭文件”时，才会将数据写入磁盘，如下图所示。

![SouthEast 1][]

**1.3 文件类型：**

分为文本文件和二进制文件两种。

文本文件是以字符编码的方式进行保存的。二进制文件将内存中数据原封不至文件中，适用于非字符为主的数据。如果以记事本打开，只会看到一堆乱码。

其实，除了文本文件外，所有的数据都可以算是二进制文件。二进制文件的优点在于存取速度快，占用空间小，以及可随机存取数据。

**1.4 文件存取方式：**

包括顺序存取方式和随机存取方式两种。

顺序读取也就是从上往下，一笔一笔读取文件的内容。保存数据时，将数据附加在文件的末尾。这种存取方式常用于文本文件，而被存取的文件则称为顺序文件。

随机存取方式多半以二进制文件为主。它会以一个完整的单位来进行数据的读取和写入，通常以结构为单位。  
  
  
2. 文本文件操作

C语言中主要通过标准I/O函数来对文本文件进行处理。相关的操作包括打开、读写、关闭与设置缓冲区。  
相关的存取函数有：fopen(), fclose(), fgetc(), fputc(), fgets(), fputs(), fprintf(), fscanf()等。

**2.1 打开文件**

函数原型为：\_CRTIMP FILE \* \_\_cdecl fopen(const char\*, const char \*);

第一参数为文件名，第二个参数为打开模式。

打开成功，fopen返回一个结构指针地址，否则返回一个NULL。如果没有指定文件路径，则默认为当前工作目录。如：

fp  =  fopen( " c:\\\\temp\\\\test.txt " ,  " r " )  // 由于反斜杠\\是控制字符，所以必须再加一个反斜杠

使用fopen()函数打开的文件会先将文件复制到缓冲区。注意：所下达的读取或写入动作，都是针对缓冲区进行存取而不是磁盘，只有当使用fclose()函数关闭文件时，缓冲区中的数据才会写入磁盘。

![22480003_4.gif][] 谈文件打开模式  
  
打开文本文件：  
  
"r"：只能从文件中读数据，该文件必须先存在，否则打开失败  
"w"：只能向文件写数据，若指定的文件不存在则创建它，如果存在则先删除它再重建一个新文件  
"a"：向文件增加新数据(不删除原有数据)，若文件不存在则打开失败，打开时位置指针移到文件末尾  
"r+"：可读/写数据，该文件必须先存在，否则打开失败  
"w+"：可读/写数据，用该模式打开新建一个文件，先向该文件写数据，然后可读取该文件中的数据  
"a+"：可读/写数据，原来的文件不被删去，位置指针移到文件末尾  
  
打开二进制文件的模式与打开文本文件的含义是一样的，不同的是模式名称里面多一个字母'b’，以表示以二进制形式打开文件。

**2.2 关闭文件**

函数原型为：\_CRTIMP int \_\_cdecl fclose(FILE \*);

关闭成功返回值0，否则返回非零值。

注：在执行完文件的操作后，要进行“关闭文件”操作。虽然程序在结束前会自动关闭所有的打开文件，但文件打开过多会导致系统运行缓慢，这时就要自行手动关闭不再使用的文件，来提高系统整体的执行效率。

**2.3 字符存取函数**

函数原型为：

\_CRTIMP int \_\_cdecl fputc(int, FILE \*);  
\_CRTIMP int \_\_cdecl fgetc(FILE \*);

字符读取函数fgetc()可从文件数据流中一次读取一个字符，***然后读取光标移动到下一个字符***，并逐步将文件的内容读出。

如果字符读取成功，则返回所读取的字符，否则返回EOF(end of file)。EOF是表示数据结尾的常量，真值为-1。另外，要判断文件是否读取完毕，可利用feof()进行检查。未完返回0，已完返回非零值。

feof()函数原型为：\_CRTIMP int  \_\_cdecl feof(FILE \*);

**例2.** fgetc()函数的使用

**版本1：**利用feof()函数检查文件是否读取完毕

\#include < stdio.h >   
  
main()  
\{  
FILE  \* fp;  
fp  =  fopen( " c:\\\\temp\\\\test.txt " ,  " r " );  
 if (fp  !=  NULL)  
\{  
 while ( **!** **feof(fp)**)  
printf( " %c " , fgetc(fp));  
\}  
 else   
printf( " fail to open! \\n " );  
fclose(fp);  
  
 return  0 ;  
\}

**版本2：**利用文件结束标志EOF(即-1)

\#include < stdio.h >   
  
main()  
\{  
 char  ch;  
FILE  \* fp;  
fp  =  fopen( " c:\\\\temp\\\\test.txt " ,  " r " );  
 if (fp  !=  NULL)  
\{  
ch  =  fgetc(fp);  
 while (ch  !=  EOF)  
\{  
putchar(ch);  
ch  =  fgetc(fp);  
\}  
  
\}  
 else   
printf( " fail to open! \\n " );  
fclose(fp);  
  
 return  0 ;  
\}

**版本3** \- 重构版本2

\#include  < stdio.h >   
  
main()  
\{  
 char  ch;  
FILE  \* fp;  
 if ((fp  =  fopen( " test.txt " ,  " r " ))  !=  NULL)  
 while ((ch  =  fgetc(fp))  !=  EOF)  
putchar(ch);  
 else   
printf( " fail to open! \\n " );  
fclose(fp);  
  
 return  0 ;  
\}

**版本4** \- 重构版本3 （不正确的重构）

\#include  < stdio.h >   
  
main()  
\{  
FILE  \* fp;  
 if ((fp  =  fopen( " test.txt " ,  " r " ))  !=  NULL)  
 while (fgetc(fp)  !=  EOF)  
putchar(fgetc(fp));  
 else   
printf( " fail to open! \\n " );  
fclose(fp);  
  
 return  0 ;  
\}

若要将字符逐一写入文件，用fputc()函数。示例为：

**例3.** fputc()函数的使用

\#include < stdio.h >   
\#include < conio.h >   
  
main()  
\{  
 char  filename\[ 20 \], ch;  
FILE  \* fp;  
printf( " Enter a filename:  " );  
scanf( " %s " , filename);  
printf( " Enter some characters to output to file:  " );  
 if ((fp  =  fopen(filename,  " w " ))  ==  NULL)  
printf( " fail to open! \\n " );  
 else   
\{  
  while((ch = getche()) != '\\015') // 015是回车的8进制  
fputc(ch, fp);  
\}  
fclose(fp);  
  
return  0 ;  
\}

**2.4 字符串存取函数**

函数原型为：

\_CRTIMP int \_\_cdecl fputs(const char\*, FILE \*);  
\_CRTIMP char \*  \_\_cdecl fgets(char \*, int, FILE \*);

fgets函数的作用是从指定文件读入一个字符串，如：fgets(str, n, fp);

参数n为要求得到的字符个数，但只从fp指向的文件输入n-1个字符，然后在最后加一个'\\0'字符，因此得到的字符串共有n个字符，把它们放在字符数组str中。如果在读完n-1个字符之前遇到换行符或EOF，读入结束。

fputs函数的作用是向指定文件输出一个字符串，如：fputs("Hey", fp);

把字符串"Hey"输出到fp指向的文件。fputs函数的第一个参数可以是字符串常量、字符数组名或字符型指针。若输出成功，则返回0，否则返回EOF。

实例略

**2.5 格式化存取函数**

函数原型为：

\_CRTIMP int \_\_cdecl fprintf(FILE \*,  const char \*, ...);  
\_CRTIMP int \_\_cdecl fscanf(FILE \*,  const char \*, ...);

它们与printf和scanf函数相仿，都是格式化读写函数。不同的是：fprintf和fscanf函数的读写对象不是终端(标准输入输出)，而是磁盘文件。printf函数是将内容输出到终端(屏幕)，因此，fprintf就是将内容输出到磁盘文件了。

**实例4.** fprintf和fscanf函数的使用

\#include < stdio.h >   
  
 void  main()  
\{  
FILE  \* fp;  
  
 int  num  =  10 ;  
 char  name\[ 10 \]  =  " Leeming " ;  
 char  gender  =  ' M ' ;  
  
 if ((fp  =  fopen( " info.txt " ,  " w+ " ))  ==  NULL)  
printf( " can't open the file! \\n " );  
 else   
fprintf(fp,  " %d, %s, %c " , num, name, gender);  // 将数据格式化输出到文件info.txt中   
   
fscanf(fp,  " %d, %s, %c " ,  & num, name,  & gender);  // 从文件info.txt中格式化读取数据   
  printf( " %d, %s, %c \\n " , num, name, gender);  // 格式化输出到屏幕   
   
fclose(fp);  
\}

**2.6 指针重返函数**

函数原型为：

\_CRTIMP void \_\_cdecl rewind(FILE \*);;

rewind函数的作用是使位置指针重返回文件的开头，属于文件的定位。

**3. 二进制文件操作**

**3.1** 数据块存取函数

函数原型：

\_CRTIMP size\_t \_\_cdecl fread(void \*, size\_t, size\_t, FILE \*);  
\_CRTIMP size\_t \_\_cdecl fwrite(const void\*, size\_t, size\_t, FILE \*);

当要求一次存取一组数据（如，一个数组、一个结构体变量的值），fread和fwrite函数可以解决该类问题。它们的调用形式一般为：

fread(buffer, size, count, fp);  
fwrite(buffer, size, count, fp);

buffer：对于fread来说，指的是读入数据的存放地址；对于fwrite来说，是要输出数据的地址。  
size：读写数据时，每笔数据的大小  
count：读写数据的笔数  
fp：文件指针

**实例5.** fread和fwrite函数的使用

\#include < stdio.h >   
 \#define  SIZE 3   
  
typedef  enum  \{ MM, GG \} Gender;  
  
typedef  struct   
\{  
 char  name\[ 10 \];  
 int  age;  
Gender gender;  
\} Person;  
  
 void  write2file(Person emp\[SIZE\])  
\{  
FILE  \* fp;  
 if ((fp  =  fopen( " emp.txt " ,  " wb " ))  ==  NULL)  
\{  
printf( " cannot open file! \\n " );  
 return ;  
\}  
  
 for ( int  i = 0 ; i < SIZE; i \++ )  
 if (fwrite( & emp\[i\],  sizeof (Person),  1 , fp)  !=  1 )  
printf( " file write error! \\n " );  
fclose(fp);  
\}  
  
 void  read\_from\_file(FILE  \* fp)  
\{  
Person emp\_out\[SIZE\];  
  
 if ((fp  =  fopen( " emp.txt " ,  " rb " ))  ==  NULL)  
\{  
printf( " cannot open file! \\n " );  
 return ;  
\}  
  
printf( " \\n%d employee's information read: \\n " , SIZE);  
  
 for ( int  i = 0 ; i < SIZE; i \++ )  
\{  
 if (fread( & emp\_out\[i\],  sizeof (Person),  1 , fp)  !=  1 )  
 if (feof(fp))  
\{  
fclose(fp);  
 return ;  
\}  
printf( " %-5s %4d %5d \\n " , emp\_out\[i\].name, emp\_out\[i\].age, emp\_out\[i\].gender);  
\}  
fclose(fp);  
\}  
  
 void  main()  
\{  
FILE  \* fp  =  NULL;  
Person employee\[SIZE\];  
  
printf( " Enter %d employee's information: \\n " , SIZE);  
 for ( int  i = 0 ; i < SIZE; i \++ )  
scanf( " %s %d %d " , employee\[i\].name,  & employee\[i\].age,  & employee\[i\].gender);  
  
write2file(employee);  
  
read\_from\_file(fp);  
\}

**3.2** 随机存取函数fseek()

函数原型：

\_CRTIMP int \_\_cdecl fseek(FILE \*,  long, int);

对流式文件可以进行顺序读写，也可以进行随机读写。关键在于控制文件的位置指针，如果位置指针是按字节位置顺序移动的，就是顺序读写。如果能将位置指针按需要移动到任意位置，就可以实现随机读写。所谓随机读写，是指读完上一个字符(字节)后，并不一定要读写其后续的字符(字节)，而可以读写文件中任意位置上所需要的字符(字节)。该函数的调用形式为：

fseek(fp, offset, start);

start：起始点。用0、1、2代替。0代表文件开始，名字为SEEK\_SET，1代表当前位置，名字为SEEK\_CUR，2代表文件末尾，名字为SEEK\_END。

fseek()函数一般用于二进制文件，因为文本文件要发生字符转换，计算位置时往往会发生混乱。

调用实例如：

fseek(fp, i\*sizeof(Person), 0);

[SouthEast]: /images/20220601/5f3c20e2d0344d0489033b3f30e1586e.png
[SouthEast 1]: /images/20220601/c8b8c421d63e4d5d8bddee8768f29af5.png
[22480003_4.gif]: http://image50.360doc.com/DownloadImg/2012/03/2023/22480003_4.gif