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发布日期:   2023-05-02
更新日期:   2023-05-28
文章字数:   4.1k
阅读时长:   16 分

0.什么是文件

1.文本文件和二进制文件

c语言中主要有两种文件，文本文件和二进制文件。

2.打开和关闭文件

2.1打开文件

2.1.1fopen（）函数

FILE *fp; // 定义文件指针
fp = fopen("filename", "mode"); // 打开文件

其中，第一个参数是文件名（包括路径），第二个参数是文件打开模式，可以是以下几种之一：

  • "r"：

    • 只读方式打开文件，文件指针指向文件开头，从文件头开始读取。
    • 该文件必须存在

  • "w"：

    • 写方式打开文件，如果文件不存在则新建一个文件
    • 如果文件已经存在则清空文件内容，并指向文件开头。

  • "a"：

    • 追加方式打开文件，如果文件不存在则新建一个文件，指向文件结尾
    • 如果文件已经存在则指向文件结尾。

  • "r+"：

    • 读写方式打开文件，文件指针指向文件开头。
    • 该文件必须存在
    • 该模式不会清除原有内容，只覆盖重新写入的内容，例如原来100个字节，写入10个，则只覆盖前10个字节。

  • "w+"：

    • 读写方式打开文件，如果文件不存在则新建一个文件
    • 如果文件已经存在则清空文件内容，并指向文件开头。

  • "a+"：

    • 读和追加方式打开文件，如果文件不存在则新建一个文件，指向文件结尾

    • 如果文件已经存在则指向文件结尾。

  • "b":

    • 与上面6种模式可结合（”rb”,”wb”,”ab”,”r+b”,”w+b”,”a+b”）
    • 描述的含义一样，只不过操作的对象是二进制文件

2.2关闭文件

fclose(fp); // 关闭文件

3.读写单个字符

3.1读取单个字符（fgetc和getc）

fgetc 和 getc 函数都是用于从文件中读取一个字符的函数，它们都需要包含头文件 stdio.h。它们的具体区别如下：

  1. fgetc(FILE *stream) 函数从指定的文件流（即由 fopen 函数返回的指针）中读取一个字符，并使文件指针后移一个位置。
int ch;
ch = fgetc(fp); // 从文件指针 fp 指向的文件中读取一个字符
  1. getc(FILE *stream) 函数与 fgetc 函数相似，也是从指定的文件流（即由 fopen 函数返回的指针）中读取一个字符。不同的是，getc 函数有时被定义为宏，这意味着它可以直接被编译器优化，而不需要调用函数。

使用这两个函数时需要注意以下几点：

  1. 如果达到文件结尾或读取失败，fgetc 和 getc 函数会返回 EOF（End Of File），其值为 -1。
  2. 需要检查返回值是否等于 EOF，以判断文件是否已经读取结束或读取出错，避免出现潜在的错误。
  3. 如果使用 fgetc 函数从标准输入 stdin 中读取一个字符，可以用 getchar() 函数代替，其作用与 fgetc(stdin) 相同。

总之，fgetc 和 getc 函数都是从文件中读取一个字符的函数，其大体相同，唯一的区别在于 getc 有可能被编译器定义为宏，两者的具体使用应该根据具体情况而定。

3.2写入单个字符（fputc和putc）

fputc 和 putc 函数都是用于向文件中写入一个字符的函数，它们都需要包含头文件 stdio.h。它们的具体区别如下

  1. fputc(int c, FILE *stream) 函数将一个字符写入指定的文件流（即由 fopen 函数返回的指针），并使文件指针后移一个位置。
 int ch;
fputc(ch, fp); // 向文件指针 fp 指向的文件中写入一个字符 ch
  1. putc(int c, FILE *stream) 函数与 fputc 函数相似，也是向指定的文件流（即由 fopen 函数返回的指针）中写入一个字符。不同的是，putc 函数有时被定义为宏，这意味着它可以直接被编译器优化，而不需要调用函数。
int ch;
putc(ch, fp); // 向文件指针 fp 指向的文件中写入一个字符 ch

使用这两个函数时需要注意以下几点：

  1. 如果成功写入字符到文件中，fputc 和 putc 函数会返回写入的字符；如果发生写入失败，则返回 EOF（End Of File），其值为 -1。
  2. 需要检查返回值是否等于 EOF，以判断写入是否成功，避免出现潜在的错误。
  3. 如果使用 fputc 函数向标准输出 stdout 中写入一个字符，可以用 putchar() 函数代替，其作用与 fputc(c, stdout) 相同。

总之，fputc 和 putc 函数都是向文件中写入一个字符的函数，其大体相同，唯一的区别在于 putc 有可能被编译器定义为宏，两者的具体使用应该根据具体情况而定。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    FILE *fp1 ;
    FILE *fp2 ;
    int ch ;

    if((fp1 = fopen("hello.txt","r")) == NULL)
    {
        printf("文件打开失败") ;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if((fp2 = fopen("fishc.txt","w")) == NULL)
    {
        printf("文件打开失败") ;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while((ch = fgetc(fp1)) != EOF)
    {
        fputc(ch,fp2) ; //将读取到的文件，写入fp2对应的文件中 
    }

    fclose(fp1) ;
    fclose(fp2) ;

}

4.读写字符串

4.1读取字符串（fgets）

fgets 函数用于从一个文件流中读取一行内容，其函数原型如下：

char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

它接受三个参数：

  • s：指向一个字符数组，用于存储读取到的数据。
  • size：表示读取字符数的最大值。当读取到 \n 或者读取字符数达到了 size-1 ，就会停止读取。
  • stream：指向一个文件流，用于指定从哪个文件读取。

fgets 函数会依次读取每个字符，直到遇到换行符 \n 或者读取字符数达到上限（由 size 指定）也可以说是，然后将读取到的字符存储到 s 指向的缓冲区中，并在字符串结尾添加一个空字符 \0，表示字符串的结束。如果遇到文件结尾 EOF，或者读取过程中出现错误，fgets 将停止读取并返回 NULL。

==补充==：如果在读取字符的过程中遇到EOF，则eof指示器被设置；如果还么读入任何字符就遇到这种EOF，则s参数指向的位置保持原来的内容，函数返回NULL，例如字符串的末尾有换行符，此时就来到读取下一行了，但是下一行什么也没有，是空的，此时就会指向上一行的内容。只有打印的时候会，查看文件内容还是实质的内容。

4.2写入字符串（fputs）

fputs 函数用于将一个字符串写入到指定的文件流中，其函数原型如下：

int fputs(const char *s, FILE *stream);

它接受两个参数：

  • s：指向要写入的字符串。
  • stream：指向要写入的文件流。

fputs 函数会将指定的字符串 s 写入到 stream 指定的文件流中，并返回一个非负数值表示写入的字符数，非0值（不包括结尾的空字符 \0）。如果写入过程出现错误，则返回一个负数表示错误码，返回EOF。

4.3feof()

用于检查文件指针所指向的文件是否已经达到文件末尾。该函数通过测试文件流上的文件结束标识符来确定文件是否结束

如果结束则返回非零值，否则返回零。

feof() 的函数原型如下：

int feof(FILE *stream);

其中 stream 是一个文件指针，指向需要被检查的文件。

当文件读取完毕后，调用 feof() 函数会返回一个非零值；而在文件读取过程中调用 feof() 函数将会返回零。

通常情况下，我们在使用 fgets() 或者 fscanf() 等函数在一个循环中读取文件内容时，可以利用 feof() 函数来判断循环何时应该停止

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define MAX 1024

int main()
{
    FILE *fp ;
    char buffer[MAX] ;

    if((fp = fopen("lines.txt","w")) == NULL)
    {
        printf("文件打开失败\n") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ;
    }

    // 向这个文件中写入数据 
    fputs("Lines one ： hello world\n",fp);   
    fputs("lines two : hello ljh\n",fp) ;
    fputs("lines three : i love fishc.com\n ",fp);

    fclose(fp) ;

    if((fp = fopen("lines.txt","r")) == NULL)
    {
        printf("文件打开失败\n") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ;
    }

    // 读取数据 
    while(!feof(fp))  // 当文件到达末尾的时候，返回非零，所以我们取反，就是没有到达末尾的时候就while循环，到达末尾了就是非零的取反为0，此时就跳出循环了 
    {
        fgets(buffer,MAX,fp) ;
        printf("%s",buffer) ;    
    }
}

5.格式化读写文件

5.1fscanf读

fscanf() 函数的原型为：

int fscanf(FILE *stream, const char* format, ...);

它的第一个参数是要读取的文件流，第二个参数是格式化字符串，后面跟着可选的参数列表，对应格式化字符串中的占位符。fscanf() 将按照格式化字符串中指定的格式从文件流中读取数据，并将其存储到相应的参数中。

例如，下面的代码从文件中读取一个整数和一个浮点数：

int i;
float f;
FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
fscanf(fp, "%d%f", &i, &f);
fclose(fp);

5.2fprintf写

fprintf() 函数的原型为：

int fprintf(FILE *stream, const char* format, ...);

它的第一个参数是要写入的文件流，第二个参数是格式化字符串，后面跟着可选的参数列表，对应格式化字符串中的占位符。fprintf() 将按照格式化字符串中指定的格式将数据写入到文件流中。

例如，下面的代码向文件中写入一个字符串和一个整数：

char str[] = "Hello, World!";
int i = 123;
FILE* fp = fopen("data.txt", "w");
fprintf(fp, "%s %d\n", str, i);
fclose(fp);

案例

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>

int main()
{
    FILE *fp ;
    struct tm *p ;
    time_t t ;

    time(&t) ;
    p = localtime(&t) ;

    if((fp = fopen("date.txt","w")) == NULL)
    {
        printf("打开文件失败") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ;
    }

    fprintf(fp,"%d-%d-%d",1900 + p->tm_year, 1 + p->tm_mon, p->tm_mday) ;//因为年份是从1900开始的，所以要加上，月份是从0开始的，要加1

    fclose(fp) ;

    int year , month ,day  ;

    if((fp = fopen("date.txt","r")) == NULL)
    {
        printf("打开文件失败l\n") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ;
    }

    fscanf(fp,"%d-%d-%d",&year,&month,&day) ;
    printf( "%d-%d-%d\n",year,month,day) ;

    fclose(fp) ;
}

6.二进制读写文件

6.1fread读

6.2fwrite写

函数原型：

size_t fread ( void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp );
size_t fwrite ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp );

对参数的说明：

  • ptr 为内存区块的指针，它可以是数组、变量、结构体等。
    • fread() 中的 ptr 用来存放读取到的数据
    • fwrite() 中的 ptr 用来存放要写入的数据。
  • size：表示每个数据块的字节数。
  • count：表示要读写的数据块的块数。
  • fp：表示文件指针。
  • 理论上，每次读写 size*count 个字节的数据

返回值：返回成功读写的块数，也即 count。如果返回值小于 count：

  • 对于 fwrite() 来说，肯定发生了写入错误，可以用 ferror() 函数检测。
  • 对于 fread() 来说，可能读到了文件末尾，可能发生了错误，可以用 ferror() 或 feof() 检测。

案例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

struct Date
{
    int year ;
    int month ;
    int day ;
} ;

struct Book
{
    char name[40] ;
    char author[40] ;
    char publisher[40] ;
    struct Date date ;
} ;

int main()
{
    FILE *fp ;
    struct Book *book_for_write , *book_for_read ;

    book_for_write = (struct Book *)malloc(sizeof(struct Book)) ;
    book_for_read     = (struct Book *)malloc(sizeof(struct Book)) ;
    // ..申请内存空间判断

    //写一些要存放进fp文件的数据
    strcpy(book_for_write->name,"学习笔记") ;
    strcpy(book_for_write->author,"ljh") ;
    strcpy(book_for_write->publisher,"未来出版社") ;
    book_for_write->date.year = 2023 ;
    book_for_write->date.month = 5 ;
    book_for_write->date.day = 2 ;


    if((fp = fopen("file.txt","w")) == NULL)
    {
        printf("打开文件失败") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ;
    }
//将上面的文件写进fp中
    fwrite(book_for_write,sizeof(struct Book),1,fp) ;
    fclose(fp) ;

    if((fp = fopen("file.txt","r")) == NULL)
    {
        printf("打开文件失败") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ;
    }
//    从文件fp中读取数据，存放到book_for_read中
    fread(book_for_read,sizeof(struct Book),1,fp) ;
    printf("书名：%s\n",book_for_read->name) ; 
    printf("作者：%s\n",book_for_read->author) ; 
    printf("出版社：%s\n",book_for_read->publisher) ; 
    // 打印结果
    printf("出版日期：%d-%d-%d\n",book_for_read->date.year,book_for_read->date.month,book_for_read->date.day) ; 
    fclose(fp) ;
}

打开该文件来看就是乱码，因为是二进制文件

7.随机读写文件

7.1ftell

用于获取当前文件流位置的函数

函数原型：

long int ftell(FILE *stream);

需要注意的是，ftell() 函数返回的位置信息仅在二进制模式下是有意义的。在文本模式下，由于可能存在换行符等特殊字符的转换，因此返回的位置信息可能与实际位置不同。如果需要获取文本文件的真实字符数，请使用 fgetpos() 函数和 fsetpos() 函数配合使用。

案例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    FILE *fp ;

    if((fp = fopen("hello.txt","w")) == NULL)
    {
        printf("文件打开失败\n") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ; 
     } 

     printf("%ld\n",ftell(fp)) ;  // 刚开始该文件是空的，所以打印结果为0 
     fputc('F',fp) ;
     printf("%ld\n",ftell(fp)) ; // 写入了一个字符'f'，之后，打印结果为1 
     fputs("fishc",fp) ;
     printf("%ld\n",ftell(fp)) ;  // 写入了之后，打印的结果是累加的和6， 

     fclose(fp) ; 
}

7.2rewind

rewind() 函数是 C 标准库中用于将文件流位置指针重置到文件开头的函数。它的原型为：

void rewind(FILE *stream);

该函数将文件流 stream 的位置指针重置到文件开头。它不返回任何值。

案例：用上面的代码，rewind之后，发现，再写入数据，之前的数据就全部没有了。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    FILE *fp ;

    if((fp = fopen("hello.txt","w")) == NULL)
    {
        printf("文件打开失败\n") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ; 
     } 

     printf("%ld\n",ftell(fp)) ;  // 刚开始该文件是空的，所以打印结果为0 
     fputc('F',fp) ;
     printf("%ld\n",ftell(fp)) ; // 写入了一个字符'f'，之后，打印结果为1 
     fputs("fishc",fp) ;
     printf("%ld\n",ftell(fp)) ;  // 写入了之后，打印的结果是累加的和6， 

     rewind(fp) ;  //rewind
     fputs("hello",fp) ; // 插入数据，会直接覆盖原始数据 

     fclose(fp) ; 
}

7.3fseek随机读取任意位置的数据

fseek() 函数是 C 标准库中用于移动文件流位置指针的函数。它的原型为：

int fseek(FILE *stream, long int offset, int origin);

该函数将文件流 stream 的位置指针移动 offset 个字节，移动方向由参数 origin 指定。参数 origin 可以取三个值：SEEK_SET、SEEK_CUR 和 SEEK_END，分别表示从文件开头、从当前位置和从文件末尾开始移动。

如果移动成功，则返回 0；否则返回非零值。

需要注意的是，如果将文件流位置指针移动到不可读或不可写的位置，可能会导致文件读写失败。因此，在使用 fseek() 函数时，需要确保移动的位置正确，并检查函数返回值以确保移动是否成功。

案例：

#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define N 4

struct Stu
{
    char name[24] ;
    int num ;
    float score ;
} stu[N] , sb ;

int main()
{
    FILE *fp ;
    int i  ;

    if((fp = fopen("score.txt","wb")) == NULL)
    {
        printf("打卡文件失败") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ;
    }
    printf("请开始录入成绩 格式：姓名，学号，成绩\n") ;
    for(i = 0 ; i < N ; i++)
    {
        scanf("%s %d %f",stu[i].name,&stu[i].num,&stu[i].score) ;
    }

    fwrite(stu,sizeof(struct Stu),N,fp) ;
    fclose(fp) ;

    if((fp = fopen("score.txt","rb")) == NULL)
    {
        printf("打卡文件失败") ;
        exit(EXIT_FAILURE) ;
    }

    fseek(fp,sizeof(struct Stu),SEEK_SET) ;
    fread(&sb,sizeof(struct Stu),1,fp) ; // 将读取到的数据，存放到结构体的指针，这里可以看fread的函数原型 
    printf("%s(%d)的成绩是：%.2f\n",sb.name,sb.num,sb.score ) ;

    fclose(fp) ;
}

8.标准流和错误处理

这里就类似于Java种的抛出异常的那卦的知识，之前c语言中有错误的时候，都是用printf打印出错误，这时候又跑到了标准输出流去了，并不是错误输出流，本内容学习了之后就可以使用错误输出流来代替之前的printf打印错误的方式了。

案例：

这里偷个小懒，个人觉得这里的知识不是很重要，听一下了解一下就可以了。

9.IO缓冲区

文章作者: ljhaa
文章链接: http://aalive.top/posts/dec5.html
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