C语言文件操作

为什么要学习文件操作？

以之前写的 通讯录 为例，我们把每个联系人的信息用 scanf 放到了结构体中，我们可以把所有联系人的信息都显示在黑框框里，但是，当程序结束，所有信息都被清除了，而如果我们想要保存这些信息，就要学习文件操作，将这些联系人的信息保存在文件中。

1.什么是文件

文件是以计算机硬盘为载体存储在计算机上的信息集合。是数据源的一种，最主要的作用是保存数据。

将数据放入文件中，相比代码程序中堆栈上的数据，其优点在于可以随时做到需要时添加、舍弃时删除，数据可以持久化。

在程序设计中，我们一般谈论的文件有两种：程序文件和数据文件（从文件功能角度去分类的）。

1.1程序文件

包括源程序文件（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）等。

1.2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。

1.3文件名

文件名是文件存在的标识，操作系统根据文件名来对其进行控制与管理。每个文件都被设定一个指定的名称，由文件主名和扩展名组成。

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：c:\code\test.txt

2.文件的打开和关闭

2.1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：VS编译环境提供的stdio.h头文件中有以下的文件类型声明：

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，使用者不必关心细节。

一把都是通过一个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：

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可以访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。

比如：

2.2文件的打开和关闭

文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束后应该关闭文件。

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，相当于建立了指针和文件的关系。

ANSIC规定使用fopen 函数来打开文件，fclose来关闭文件。

打开方式如下：

实例代码：

3.文件的顺序读写

3.1 fputc

说明：

把参数char指定的字符（一个无符号字符）写入到指定的流stream中，并把位置标识符向前移动。

返回值：

如果没有发生错错误，则返回被写入的字符，如果发生错误，则返回EOF，并设置错误标识符。

3.2 fgetc

说明：

从指定的流stream获取下一个字符（一个无符号字符），并把位置标识符像前移动。

返回值：

该函数以无符号char强制转换为int 的形式返回读取的字符，如果到达文件末尾或发生读错误，则返回EOF。

3.3 fputs

说明：把字符串写入到指定的流stream中，但不包括空字符。

返回值：该函数返回一个非负值，如果发生错误则返回EOF。

注意：这里如果是以”w“的形式打开的文件，使用fputs函数会覆盖掉原始的数据。

3.4 fgets

说明：

从指定的流读取一行，并把它存储在str所指向的字符穿内。当读取了n-1 个字符时，或者读取到换行符时，或者达到文件末尾时，它会停止。这里的参数 n 是要读取的最大字符数（包括最后的空字符）。通常是使用以str传递的数组长度。

返回值：

如果成功，该函数返回相同的str参数，如果到达文件末尾，或者没有读取到任何字符，str的内容保持不变，并返回一个空指针。如果发生错误，则返回一个空指针。

3.5 fprintf

说明：发送格式化输出到流stream中。

返回值：如果成功，则返回写入的字符总数，否则返回一个负数。

3.6 fscanf

说明：从流stream读取格式化输入

返回值：如果成功，该函数返回成功匹配和赋值的个数。如果到达文件末尾，或发生读错误，则返回EOF。

3.7 fwrite

说明：把ptr所指向的数组中的数据写入到给定流stream中。

返回值：

如果成功，返回一个size_t对象，表示元素的总数，该对象是一个整型数据类型，如果该数字与nmemb参数不同，则会显示一个错误。

3.8 fread

说明：从给定流stream读取数据到ptr所指向的数组中。

返回值：

成功读取的元素总数会以xize_t对象返回，xize_t对象是一个整型数据类型。如果总数与nmemb参数不同，则可能发生了一个错误，或者到达了文件末尾。

3.9 ssanf、sprintf函数

sscanf函数：

说明：从字符串读取格式化输入，str是C字符串，是函数检索数据的源。

返回值：

如果成功，返回成功匹配和赋值的个数，如果到末尾或发生错误，则返回EOF。

sprintf函数：

说明：发送格式化输出到 str 所指向的字符串。str 是指向一个字符数组的指针，该数组存储了 C 字符串。

返回值：

如果成功，则返回写入的字符总数，不包括字符串追加在字符串末尾的空字符。如果失败，则返回一个负数。

3.10对比一组函数

scanf/fscanf/sscanf

printf/fprintf/sprintf

这些函数有什么不同之处？

4.文件的随机读写

4.1 fseek

说明：

  设置流 stream 的文件位置为给定的偏移 offset，参数 offset 意味着从给定的 whence 位置查找的字节数。

参数：

stream – 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了流。

offset – 这是相对 whence 的偏移量，以字节为单位。

whence – 这是表示开始添加偏移 offset 的位置。它一般指定为下列常量之一：

返回值：如果成功，则该函数返回零，否则返回非零值。

4.2 ftell

说明：返回给定流 stream 相对于起始位置的偏移量

返回值：该函数返回位置标识符的当前值。如果发生错误，则返回 -1L，全局变量 errno 被设置为一个正值。

4.3 rewind

说明：设置文件位置为给定流 stream 的文件的开头。

5.文本文件和二进制文件

  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（VS测试）。

测试代码：

6.文件读取结束的判定

6.1feof函数

说明：测试给定流 stream 的文件结束标识符。

返回值：当设置了与流关联的文件结束标识符时，该函数返回一个非零值，否则返回零。

6.2ferror函数

说明：测试给定流 stream 的错误标识符。

返回值：如果设置了与流关联的错误标识符，该函数返回一个非零值，否则返回一个零值。

注意：

  前面讲到，fgetc（或者getc）函数返回 EOF 并不一定就表示文件结束，读取文件出错时也会返回 EOF。即 EOF 宏不但能够表示读到了文件结尾这一状态，而且还能表示 I/O 操作中的读、写错误以及其他一些关联操作的错误状态。很显然，仅凭返回 EOF(-1) 就认为文件结束显然是不正确的。

也正因为如此，我们需要使用 feof 函数来判断返回 EOF 的原因，当 feof 函数返回为真时就表式读到了文件末尾。当然，在用 feof 函数检测文件结束原因的同时，也需要使用 ferror 函数来检测文件读取操作是否出错，当 ferror 函数返回为真时就表示有错误发生。在实际的程序中，应该每执行一次文件操作，就用 ferror 函数检测是否出错。

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。

文件读取结束有两种情况：1. 读取过程中出现异常； 2. 读取到文件末尾； 要找出文件读取结束是哪个原因，就分为以下情况：

  1.文本文件读取结束，判断返回值是否为 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）

  2.二进制文件读取结束，判断返回值是否小于实际要读的个数。

文本文件的例子：

二进制文件的例子：

7.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。

验证文件缓冲区存在的代码：

这里可以得出一个结论：

因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。

如果不做，可能导致读写文件的问题。

到此，关于 文件操作 的内容就结束了 ，感谢大家的观看！