文件操作管理

骑猪看日落 2023-09-28 03:52 107阅读 0赞

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>  作者简介: 博主在读计科双非本科，目前大二，正在学习JAVA，数据库，操作系统，计算机网络，数据结构，JAVA Web等…  
>  个人主页：[熬夜磕代码丶][Link 1]  
>  作品专栏: [从0到1，学习算法][0_1]  
>  我变秃了，也变强了  
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#### 文章目录 ####

*  一、为什么要使用文件？
 *  二、文件是什么？
 *   *  1.程序文件
     *  2.数据文件
     *  3.文件名
 *  三、文件的打开和关闭
 *   *  1.文件指针
     *  2.文件如何打开及关闭？
 *  四、文件的顺序读写
 *   *  1.fgetc
     *  2.fputc
     *  3.fgets
     *  4.fputs
     *  5.fprintf
     *  6.fscanf
     *  7.fwrite
     *  8.fread
 *  五、流(stream)
 *   *  1.流的概念
     *  2.scanf,fscanf,sscanf的区别
 *  六、文件的随机读取
 *  1.fseek
 *  2.ftell
 *  3.rewind
 *  七、文件读取结束的判定
 *  八、文件缓冲区
 *  总结

--------------------

## 一、为什么要使用文件？ ##

> 在我之前写的 ： [动态通讯录][Link 2]中未引入文件管理，我们在使用通讯录中，可以进行数据的修改，但数据只是放在内存中的，只能在本次运行中保存数据，下次使用时，数据就消失不见了。  
> 只有使用文件，我们就可以将数据放在电脑硬件中，做到了数据的持久化。

## 二、文件是什么？ ##

文件一般从功能分为两种:程序文件,数据文件

### 1.程序文件 ###

> 源文件:(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

### 3.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： D:\\code\\java.txt  
为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

## 三、文件的打开和关闭 ##

### 1.文件指针 ###

每一个被使用的文件都在内存中开辟一个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息(文件名，文件状态及文件当前位置等)。

> 一般在打开一个文件时，系统会根据文件自动创建一个FILE的变量。  
> 一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量，这样比较方便。

代码如下（示例）：

FILE *pf;//文件指针变量

我们创建的pf是指向FILE类型数据的指针变量，可以使PF指向文件信息区，以达到访问该文件的目的。  
![在这里插入图片描述][9115164ac61c4f298987164b61fe761c.png]

### 2.文件如何打开及关闭？ ###

文件在每次读写之前，应首先打开文件，使用完之后及时关闭文件。  
ANSIC规定使用fopen函数打开文件  
![在这里插入图片描述][9d64e748ace1474f800098f5efd87182.png]

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

ANSIC规定使用fclose函数关闭文件  
![在这里插入图片描述][63e8b3bdf7b945a6b9eb5cb5fbf86ca7.png]

//关闭文件
    int fclose(FILE* stream);

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>文件使用方式</th> 
   <th>含义</th> 
   <th>如果指定文件不存在</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>“r”(只读)</td> 
   <td>为了输入数据，打开一个已存在的文本文件</td> 
   <td>出错</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“w”(只写)</td> 
   <td>为了输出数据，打开一个文本文件</td> 
   <td>建立一个新的文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“a”(追加)</td> 
   <td>向文本尾添加数据</td> 
   <td>建立一个新的文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“rb”(只读)</td> 
   <td>为了输入数据，打开一个二进制文件</td> 
   <td>出错</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“wb”(只写)</td> 
   <td>为了输出数据，打开一个二进制文件</td> 
   <td>建立一个新的文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“ab”(追加)</td> 
   <td>向一个二进制文件尾添加数据</td> 
   <td>出错</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“r+”(读写)</td> 
   <td>为了读和写，打开一个文本文件</td> 
   <td>出错</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“w+”(读写)</td> 
   <td>为了读和写，建立一个新的文件</td> 
   <td>建立一个新的文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“a+”(读写)</td> 
   <td>打开一个文件，在文件尾进行读写</td> 
   <td>建立一个新的文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“rb+”(读写)</td> 
   <td>为了读和写打开一个二进制文件</td> 
   <td>出错</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“wb+”(读写)</td> 
   <td>为了读和写，建立一个新的二进制文件</td> 
   <td>建立一个新的文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>“ab+”(读写)</td> 
   <td>打开一个二进制文件，在文件尾进行读写</td> 
   <td>建立一个新的文件</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码如下（示例）：

int main()
    {
        
    	FILE* pf;
    	//打开文件
    	pf = fopen("dachang.txt", "w");
    	//文件操作
    	if (pf != NULL)
    	{
        
    		fputs("woyaojindachang", pf);
         //关闭文件
    		fclose(pf);
    	}
    	return 0;
    }

## 四、文件的顺序读写 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>功能</th> 
   <th>函数名</th> 
   <th>适用于</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>字符输入函数</td> 
   <td>fgetc</td> 
   <td>所有输入流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>字符输出函数</td> 
   <td>fputc</td> 
   <td>所有输出流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>文本行输入函数</td> 
   <td>fgets</td> 
   <td>所有输入流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>文本输出函数</td> 
   <td>fputs</td> 
   <td>所有输出流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>格式化输入函数</td> 
   <td>fscanf</td> 
   <td>所有输出流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>格式化输出函数</td> 
   <td>fprintf</td> 
   <td>所有输出流</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>二进制输入</td> 
   <td>fread</td> 
   <td>文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>二进制的输出</td> 
   <td>fwrite</td> 
   <td>文件</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.fgetc ###

//写一个字符
    int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen\n");
    		return 1;
    	}
    	   //写文件
    	char i = 0;
    	for (i = 'a'; i <= 'z'; i++)
    	{
        
    		fputc(i, pf);
    	}
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][a5397a41c5324a2e8a702629b61aedb2.png]

### 2.fputc ###

//读一个字符
    int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen\n");
    		return 1;
    	}
    	//读文件
    	char ch = 0;
    	while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
    	{
        
    		printf("%c ", ch);
    	}
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][18dabbec0ee44e5ba5d1cda6ae696582.png]

### 3.fgets ###

//写一行数据
    int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen\n");
    		return 1;
    	}
    	//写一行数据
    	fputs("woyaojindachang\n", pf);
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][a831f955bdfc4fc69b9b1fa44a329e08.png]

### 4.fputs ###

//读一行数据
    int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen\n");
    		return 1;
    	}
    	//读一行数据
    	char ch[20];
    	fgets(ch, 20, pf);
    	printf("%s", ch);
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][c1eae4e80bb440e58e7154144051c21b.png]

### 5.fprintf ###

struct S
    {
        
    	char arr[10];
    	int age;
    	float score;
    };
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         "lisi",18,100.0f};
    	FILE* pf = fopen("text.txt", "w");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 1;
    	}
    	fprintf(pf, "%s %d %f", s.arr, s.age, s.score);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][c9353ce4dd7f481b8ae7d7eb31b45b0d.png]

### 6.fscanf ###

struct S
    {
        
    	char arr[10];
    	int age;
    	float score;
    };
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         0 };
    	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 1;
    	}
    	fscanf(pf, "%s %d %f", s.arr, &(s.age), &(s.score));
    	printf("%s %d %f\n", s.arr, s.age, s.score);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][4a20d8dea2284feca49aebf019570193.png]

### 7.fwrite ###

struct S
    {
        
    	char arr[10];
    	int age;
    	float score;
    };
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         "zhangsan", 25, 50.5f };
    	//以二进制的形式写到文件中
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 1;
    	}
    	//二进制的方式写
    	fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
    
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

> 这里打开文件乱码，正常，这里使二进制文件

![在这里插入图片描述][0911f2856f78442db5e58c9111341ed8.png]

### 8.fread ###

struct S
    {
        
    	char arr[10];
    	int age;
    	float score;
    };
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         0 };
    	//以二进制的形式写到文件中
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 1;
    	}
    	//二进制的方式读
    	fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
    	printf("%s %d %f\n", s.arr, s.age, s.score);
    
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][10985a8fc76a49cea1d53cadcc283d59.png]

## 五、流(stream) ##

### 1.流的概念 ###

流的概念，流是一个方式，读取数据的一种途径。流大概有：文件流，内存流，网络流几种。所有流的基类都是Stream。流对象实现了IDisposed接口，可以使用using关键字。流使用完后需要关闭并释放资源。文件流（FileStream）用来操作文件的。内存流（MemoryStream）可以把数据暂时放到内存中。 可以用文件流实现文件的复制，复制的时候需要指定两个流对象，一个用来读，一个用来写，定义一个字节数组，把读到数据放到该数字中，然后再把数组中的数据写到文件中。流有一个position属性，确定当前流中的位置，默认会自动增长。

> 任何一个C程序，只要运行起来就会默认打开3个流：  
> FILE\* stdin - 标准输入流（键盘）  
> FILE\* stdout - 标准输出流（屏幕）  
> FILE\* stderr - 标准错误流（屏幕）

例如：  
![在这里插入图片描述][050a0e0c05e14216b5c75c4433cb3a00.png]

### 2.scanf,fscanf,sscanf的区别 ###

![在这里插入图片描述][fdbfb977399a48ebb43217ed59aaba82.png]

struct S
    {
        
    	char arr[10];
    	int age;
    	float score;
    };
    
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         "lisi",18,99.9f };
    	struct S tmp = {
         0 };
    	char ch[100] = {
         0 };
    	//把s中的格式化数据转成字符串放在ch中
    	sprintf(ch, "%s %d %f", s.arr, s.age, s.score);
    	printf("字符串:%s\n", ch);
    
    	//从字符串ch中获取一个格式化的数据到tmp中
    	sscanf(ch, "%s %d %f", tmp.arr, &(tmp.age), &(tmp.score));
    	printf("格式化输出：%s %d %f", tmp.arr,tmp.age, tmp.score);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][52d1fc73f17e440db6172d6d51ca370c.png]

## 六、文件的随机读取 ##

## 1.fseek ##

根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针  
![在这里插入图片描述][743111ea8d6546b8a58aecee2de6572d.png]![在这里插入图片描述][73c814560e1d453093572689fd03bc47.png]

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen\n");
    		return 1;
    	}
    	//读文件
    	//定位文件指针
    	fseek(pf, 2, SEEK_SET);
    	char ch = fgetc(pf);
    	printf("%c", ch);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][4fa671450d9c40a788c200ac912272ca.png]

## 2.ftell ##

返回文件指针相对于起始位置的偏移量  
![在这里插入图片描述][160567e9f20c461690a2de621964e268.png]

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen\n");
    		return 1;
    	}
    	//读文件
    	//定位文件指针
    	fseek(pf, 2, SEEK_SET);
    	char ch = fgetc(pf);
    	printf("%d\n", ftell(pf));
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][a00ddab7ab604dba815373342da804cf.png]

## 3.rewind ##

让文件指针的位置回到文件的起始位置  
![在这里插入图片描述][f848ad70d53442a7abf0c46c6394fa4f.png]

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen\n");
    		return 1;
    	}
    	//读文件
    	//定位文件指针
    	fseek(pf, 2, SEEK_SET);
    	char ch = fgetc(pf);
    	rewind(pf);
    	ch = getc(pf);
    	printf("%c\n", ch);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][599bc7cd49a44db4a5ee85b7b3756e04.png]

## 七、文件读取结束的判定 ##

牢记：在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接用来判断文件的是否结束。而是应用于当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇到文件尾结束。  
1. 文本文件读取是否结束，判断返回值是否为 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）  
例如：  
fgetc 判断是否为 EOF .  
fgets 判断返回值是否为 NULL .  
2. 二进制文件的读取结束判断，判断返回值是否小于实际要读的个数。  
例如：  
fread判断返回值是否小于实际要读的个数。

文本例子:

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    int main( )
    {
        
    	int c; // 注意：int，非char，要求处理EOF
    	FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
    	if (!fp) {
        
    		perror("File opening failed");
    		return EXIT_FAILURE;
    	}
    	//fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOF
    	while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环
    	{
        
    		putchar(c);
    	}
    	if (ferror(fp))
    		puts("I/O error when reading");
    	else if (feof(fp))
    		puts("End of file reached successfully");
    	fclose(fp);
    	fp = NULL;
    }

二进制例子:

#include <stdio.h>
    int main(void)
    {
        
    double a[5] = {
        1.,2.,3.,4.,5.};
    FILE *fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须用二进制模式
    fwrite(a, sizeof *a, SIZE, fp); // 写 double 的数组
    fclose(fp);
    double b[5];
    fp = fopen("test.bin","rb");
    size_t ret_code = fread(b, sizeof *b, SIZE, fp); // 读 double 的数组
    if(ret_code == SIZE) {
        
    puts("Array read successfully, contents: ");
    for(int n = 0; n < SIZE; ++n) printf("%f ", b[n]);
    putchar('\n');
    } else {
         // error handling
    if (feof(fp))
    printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
    else if (ferror(fp)) {
        
    perror("Error reading test.bin");
    }
    }
    fclose(fp);
    }

## 八、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  
![在这里插入图片描述][e4c83e9af21d4496a6f4960b3e73dc3c.png]  
![在这里插入图片描述][42470f2573004670851cc1813c1df39b.png]  
![在这里插入图片描述][6abd277c490647698835136d21b5f3ce.png]

> 我们在操作文件时，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。

## 总结 ##

> 今天的文件操作管理内容比较多，比较杂，希望小伙伴能认真消化一下。

![在这里插入图片描述][7af9a0a954b84f0e984364b8fbb53d9d.gif_pic_center]

[39c9037353cc49a99a30c1f185e23413.gif_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/39c9037353cc49a99a30c1f185e23413.gif#pic_center
[Link 1]: https://blog.csdn.net/buhuisuanfa?spm=1018.2226.3001.5343
[0_1]: https://blog.csdn.net/buhuisuanfa/category_11918328.html?spm=1001.2014.3001.5482
[offer]: https://www.nowcoder.com/link/pc_csdncpt_bhsf_jzsf
[Link 2]: https://blog.csdn.net/buhuisuanfa/article/details/125748332?spm=1001.2014.3001.5501
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