文件操作及其相关函数

女爷i 2024-03-24 14:18 10阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*   *  一、什么是文件
     *   *  1.文件指针
         *  2.文件的打开和关闭
         *   *  打开当前路径下的文件
             *  打开其它路径下的文件（如：桌面）
     *  二、文件打开方式
     *   *  1.文件的顺序读写（函数）
         *   *  写/读一个数据 fputc,fgetc
             *   *  fputc 写
                 *  fgetc 读
             *  写/读一行数据 fputs,fgets
             *   *  fputs 写
                 *  fgets 读
             *  格式化的读写 fscanf,fprintf
             *   *  fscanf 读
                 *  fprintf 写
             *  二进制读/写 fwrite,fread
             *   *  fwrite 写
                 *  fread 读
         *  2.文件的随机读写（函数）
         *   *   *  rewind
                 *  ftell
                 *  fseek
         *  3.文本文件和二进制文件
         *   *  什么是文本文件
             *  写入二进制文件
         *  4.文件的缓冲区
         *   *  代码示例（可自行尝试验证）

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

### 一、什么是文件 ###

磁盘上的文件就是文件。 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（从文件功能的角度来分类的）。

#### 1.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;
    //这是VS2013中的定义，编译器越新定义越复杂

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。  
下面我们可以创建一个FILE\*的指针变量:

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找到与它关联 的文件。  
![image.png][]  
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。

#### 2.文件的打开和关闭 ####

ANSIC规定使用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 );

**FILE\*fopen( const char\* *filename*, const char\* mode );  
filename 文件所指向的指针  
mode 打开方式**

> 打开成功，返回一个FILE\*的指针  
> 打开失败，返回一个空指针

##### 打开当前路径下的文件 #####

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	//以读的形式打开
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("打开错误，原因");
    		return 0;//不存在，则打印错误信息
    	}
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

即打开test.txt  
![image.png][image.png 1]

##### 打开其它路径下的文件（如：桌面） #####

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("C:\\Users\\30123\\Desktop\\test2.txt", "r");
        //在桌面创建test2.txt文件
    	//以读的形式打开 //避免转义字符
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("打开错误，原因");
    		return 0;//不存在，则打印错误信息
    	}
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

### 二、文件打开方式 ###

> r 以只读方式打开文件  
> w 打开只写文件，若文件存在则文件内容消失，若不存在则创建该文件。  
> r+ 以读/写方式打开文件  
> w+ 打开可读/写文件，若文件存在则文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。  
> rb 为了输入数据，打开一个二进制文件  
> wb 为了输出数据，打开一个二进制文件  
> rb+ 以读/写方式打开一个二进制文件  
> wb+ 以读/写方式打开或建立一个二进制文件，允许读和写。  
> rt+ 以读/写方式打开一个文本文件  
> wt+ 以读/写方式打开或建立一个文本文件，允许读写。  
> ab+ 以读/写方式打开一个二进制文件，允许读或在文件末追加数据。

#### 1.文件的顺序读写（函数） ####

##### 写/读一个数据 fputc,fgetc #####

###### fputc 写 ######

![image.png][image.png 2]

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("C:\\Users\\30123\\Desktop\\test2.txt", "w");//w读文件
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 0;
    	}
    	int ch = 0;
    	int i = 0;
    	fputc('a', pf);//将a写入pf所指向的文件
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 3]

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("C:\\Users\\30123\\Desktop\\test2.txt", "w");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 0;
    	}
    	int ch = 0;
    	int i = 0;
    	for (i = 0; i < 26; i++)
    	{
        
    		fputc('a'+i, pf);//将abcdefgh...写入pf所指向的文件
    	}
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 4]

###### fgetc 读 ######

![image.png][image.png 5]

> 读取成功，返回ASCI码值  
> 读取失败，返回EOF

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 0;
    	}
    	int ch = fgetc(pf);//接收fgetc返回的ASCI值
        //----------------------接上文，打印a-------------------------
    	printf("%c\n", ch);//将ASCI值转换成字符打印
    	
        //------------------将abcdef...打印出来----------------------
    	//int i;
    	//for (i = 0; i < 26; i++)
    	//{
        
    	//	ch = fgetc(pf);//与strtok相似，fgetc()也具有记忆功能
    	//	printf("%c ", ch);
    	//}
    
    	fclose(pf);//关闭文件
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

##### 写/读一行数据 fputs,fgets #####

###### fputs 写 ######

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 0;
    	}
    
    	fputs("hello bit", pf);//将hello bit存入pf指向的文件中
    
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 6]

###### fgets 读 ######

![image.png][image.png 7]  
**从\_stream\_所指向文件中读取n-1（最后一个放\\0）个数据放入\_string\_中**

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 0;
    	}
    
    	char arr[20] = {
         0 };
    	fgets(arr,8, pf);//从原本存放hello bit的文件中读取7个数据到arr中
    
    	printf("%s\n", arr);
    
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

##### 格式化的读写 fscanf,fprintf #####

###### fscanf 读 ######

**fscanf的参数与scanf的对比（可以看出两者的异同）:**  
![image.png][image.png 8]  
![image.png][image.png 9]

struct S
    {
        
    	int n;
    	float f;
    	char arr[10];
    };
    
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         100,3.14,"zhangsan" };
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 0;
    	}
    
    	//格式化读取  从文件中读取结构体
    	fscanf(pf, "%d %f %s\n", &(s.n), &(s.f), &(s.arr));
    
    	printf("%d %f %s\n", s.n, s.f, s.arr);//打印在屏幕上
    
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 10]

###### fprintf 写 ######

![image.png][image.png 11]  
![image.png][image.png 12]

struct S
    {
        
    	int n;
    	float f;
    	char arr[10];
    };
    
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         100,3.14,"zhangsan" };
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror("fopen");
    		return 0;
    	}
    
    	//格式化输入  将结构体写入文件
    	fprintf(pf, "%d %f %s\n", s.n, s.f, s.arr);
    
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 13]

##### 二进制读/写 fwrite,fread #####

###### fwrite 写 ######

![image.png][image.png 14]

struct S
    {
        
    	char ch[20];
    	int a;
    	float b;
    };
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         "zhangsan" ,10,3.14 };
    	FILE* pf = fopen("test.dat", "w");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror(fopen);
    		return 0;
    	}
    
    	fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
    
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 15]  
二进制的写，因为是二进制，所以不认识，但以二进制读fread则认识。

###### fread 读 ######

![image.png][image.png 16]  
返回成功读到的元素的个数

struct S
    {
        
    	char ch[20];
    	int a;
    	float b;
    };
    int main()
    {
        
    	struct S s = {
         0 };
    	FILE* pf = fopen("test.dat", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror(fopen);
    		return 0;
    	}
    
    	fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);//从pf指向的文件读取出来
    
    	printf("%s %d %f\n", s.ch, s.a, s.b);//打印读出来的数据
    
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 17]  
![image.png][image.png 18]

#### 2.文件的随机读写（函数） ####

###### rewind ######

![image.png][image.png 19]  
**让文件指针回到起始位置**

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror(fopen);
    		return 0;
    	}
    
    	int ch = fgetc(pf);//读a
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读b
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读c
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读d
    	printf("%c\n", ch);
    	
    	printf("--------\n");
    
    	rewind(pf);//将文件返回文件起始地址
    	ch = fgetc(pf);//读a
    	printf("%c\n", ch);
    	
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 20]

###### ftell ######

![image.png][image.png 21]  
**返回文件指针相对于起始位置的偏移量**

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror(fopen);
    		return 0;
    	}
    
    	int ch = fgetc(pf);//读a
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读b
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读c
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读d
    	printf("%c\n", ch);
    	
    	printf("--------\n");
    
    	printf("%d\n", ftell(pf));//此时pf指向e
    	//ftell返回相当于起始位置的偏移量
    	//将其打印出来
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![屏幕截图 2023-04-02 154417.png][2023-04-02 154417.png]

###### fseek ######

![image.png][image.png 22]  
stream文件指针 offset偏移量 origin起始地址（从哪里开始）  
![image.png][image.png 23]  
**根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。**  
![image.png][image.png 24]

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror(fopen);
    		return 0;
    	}
    
    	int ch = fgetc(pf);//读a
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读b
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读c
    	printf("%c\n", ch);
    	ch = fgetc(pf);//读d
    	printf("%c\n", ch);
    	
    	fseek(pf, -2, SEEK_CUR);
    	//从文件当前位置便宜-2个字节（即从e偏移-2个字节）
    	ch = fgetc(pf);//读c
    	printf("%c\n", ch);
    	
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 25]

#### 3.文本文件和二进制文件 ####

##### 什么是文本文件 #####

**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，如果不加转换的输出到外存，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件就是文本文件。

**一个数据在内存中是怎么存储的呢？**

> 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（VS2013测试）。

##### 写入二进制文件 #####

int main()
    {
        
    	int a = 10000;
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
    	if (pf == NULL)
    	{
        
    		perror(fopen);
    		return 0;
    	}
    
    	fwrite(&a, 4, 1, pf);//将a的值10000以二进制的形式写入文件
    
    	fclose(pf);
    	pf - NULL;
    
    	return 0;
    }

![image.png][image.png 26]  
**看不懂，如何看懂？如下：（VS2022)**  
![image.png][image.png 27]  
![image.png][image.png 28]  
**结果为：**  
![image.png][image.png 29]  
**解释如下：**  
![image.png][image.png 30]

#### 4.文件的缓冲区 ####

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。

##### 代码示例（可自行尝试验证） #####

与该路径下的文件一同验证使用

int main()
    {
        
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    	fputs("aaaaaa", pf);//先将代码放在输出缓冲区
    	printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt文件，发现文件没有内容\n");
    	Sleep(10000);//睡眠10秒
    	printf("刷新缓冲区\n");
    	fflush(pf);//刷新缓冲区时，会将输出缓冲区的数据写到文件（磁盘）
    	           //注：fflush 在高版本的VS上不能使用了
    	printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt文件，文件有内容了\n");
    	Sleep(10000);
    	fclose(pf);//注：fclose在关闭文件的时候(或主动关闭程序），也会刷新缓冲区
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

**如果有帮助，请点赞+收藏** **(⑅˃◡˂⑅)**

[image.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/f40c10890a0a42edaeeb82e45c8bda3c.png
[image.png 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/c3cb120a2b214ea0a4afa9ef44f9de9e.png
[image.png 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/f42dd004e3234fdfa20f4cc9b408a3bb.png
[image.png 3]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/40683e96eb484418a445e129696231d9.png
[image.png 4]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/730f44ba2d8245e9a78816777ffc81a1.png
[image.png 5]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/8b191be08eae44d6819885355e4e8756.png
[image.png 6]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/b57705002a3d4586b610b0698f1b3bc8.png
[image.png 7]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/2140ee5c37cb430fbc0ee927662486b9.png
[image.png 8]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/6028c81c836b4db9a018713bef242a66.png
[image.png 9]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/24f6a33902704e5482d06747afeee315.png
[image.png 10]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/c68ca9ec4f924aca9071bb4d4ab59ffa.png
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