C语言之文件操作
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一、文件是什么
文件是以计算机硬盘为载体，以单个名称在计算机上存储的信息集合。
在程序设计中，我们一般说的文件有两种：程序文件和数据文件????????
1.1 程序文件
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）
1.2 数据文件?
在本文中，我们主要讨论数据文件。
文件的内容不一定是程序，有时是程序运行时读写的数据，比如程序运行时需要从中读取数据或者输出内容的文件。
以前我们对数据的输入和输出都是以终端为对象的，也就是从终端的键盘输入数据，把运行的结果显示到显示器上。
但实际上我们有时候也会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上读取数据到内存中使用，这里处理的就是磁盘上的数据文件。
1.3 文件名
一个文件要有一个唯一的文件标识，也被称为文件名，以便用户识别和引用。
文件名包含三部分：文件路径+文件名主干+文件后缀，例如：
C：\ code \ 2023 \ test.txt
二、文件的作用
如果没有文件，我们写的程序的数据只能存储在电脑的内存中，如果程序退出，内存被回收，数据就丢失了。如果要将数据进行持久化的保存，就需要使用文件。
三、二进制文件和文本文件
根据数据的转换形式，数据文件也被称为文本文件或者二进制文件。
我们知道，数据在内存中是以二进制的形式存储的，如果对其不加转换的以二进制形式输出到文件，就是二进制文件。
如果将数据转换成ASCII码的形式存储到文件中，就是文本文件。
举个例子，如果将存储在内存中的整数10000以ASCII码的形式输出到磁盘，就是文本文件，此时磁盘中占用5个字节（每个字符的ASCII码值占一个字节）；以二进制形式输出到磁盘，就是二进制文件，在磁盘上只占4个字节。如图：
四、文件的打开和关闭
4.1 流和标准流
（1）流
程序的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备读取数据，不同的外部设备的输入输出操作各不相同，为了方便程序员对各种设备进行方便的操作，就抽象出了“流”的概念，我们可以把流想象成一条流淌着数据的河。
C语言针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都要经过流。一般情况下，我们想读写数据，也要先打开流之后才能操作。
（2）标准流
但是，似乎我们平时从键盘输入数据，或者向屏幕上输出数据时并没有打开流，怎么个事呢？
这是因为C语言程序在启动的时候默认会打开3个流：
- stdin：标准输入流，在大多数的环境中从键盘输入，scanf函数就是从标准输入流中读取数据
- stdout：标准输出流，大多数的环境中输出至显示器界面，printf函数就是将信息输出到标准输出流中
- stderr：标准错误流，大多数环境中输出至显示器界面
默认打开的这三个流，我们通过使用scanf、printf等函数就可以直接进行输入输出操作
这三个流的类型为 FILE* ，通常我们称为文件指针
4.2 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、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，而该结构体变量的类型是由系统声明的，取名为FILE。
例如，在vs2013编译环境提供的<stdio.h>头文件中有以下的文件类型声明：
struct _iobuf {
char* _ptr;
int _cnt;
char* _base;
int _flag;
int _file;
int _charbuf;
int _bufsiz;
char* _tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;不同的C语言编译器的FLIE类型包含的内容不完全相同，但大同小异。
下面我们可以尝试创建一个FILE*类型的指针变量
FILE* pf；//文件指针变量我们定义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（FILE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间接找到与它相关联的文件。
4.3 文件的打开和关闭
（1）fopen函数
编写程序的时候，我们在程序中读写文件之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件。
ANSIC规定，使用 fopen 函数来打开文件，使用 fclose 函数来关闭文件。
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
fopen函数在使用后会返回一个FILE*类型的指针变量指向该文件，相当于建立了指针和文件的关系。其参数 filename 表示文件名，mode 表示文件的打开模式，这里会在后面讲
想了解更多关于fopen函数的内容请点击下方链接
fopen - C++ Reference (cplusplus.com)
https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fopen/
（2）fclose函数
int fclose ( FILE * stream );
使用fclose函数后，如果文件关闭成功则返回0，如果失败则返回EOF。其参数 stream 应该为指向要关闭的文件的文件指针
想了解更多关于fclose函数的内容请点击下方链接
（3）文件的打开模式
上面提到，mode表示文件的打开模式，以下都是文件的打开模式
| 文件使用方式 | 含义 | 如果指定文件不存在 |
|---|---|---|
| “r”（只读） | 为了输入数据，打开一个已经存在的文本文件 | 出错 |
| “w”（只写） | 为了输出数据，打开一个文本文件 | 建立一个新的文件 |
| “a”（追加） | 向文本文件尾部添加数据 | 建立一个新的文件 |
| “rb”（只读） | 为了输入数据，打开一个二进制文件 | 出错 |
| “wb”（只写） | 为了输出数据，打开一个二进制文件 | 建立一个新的文件 |
| “ab”（追加） | 向一个二进制文件尾部添加数据 | 建立一个新的文件 |
| “r+”（读写） | 为读写，打开一个文本文件 | 出错 |
| “w+”（读写） | 为读写，建立一个新的文件 | 建立一个新的文件 |
| “a+”（读写） | 为读写打开一个文本文件，并在文件尾进行写入 | 建立一个新的文件 |
| “rb+”（读写） | 为读写打开一个二进制文件 | 出错 |
| “wb+”（读写） | 为读写新建一个二进制文件 | 建立一个新的文件 |
| “ab+”（读写） | 为读写打开一个二进制文件，并在文件尾进行写入 | 建立一个新的文件 |
cplusplus网站中的实例代码：
/* fopen fclose example */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
// 打开?件
pFile = fopen("myfile.txt", "w");
// ?件操作
if (pFile != NULL)
{
fputs("fopen example", pFile);
// 关闭?件
fclose(pFile);
}
return 0;
}我们这里可以试着用fopen打开一个不存在的指定文件（只读模式），看看效果
五、文件的顺序读写函数介绍
| 函数名 | 功能 | 适用于 |
|---|---|---|
| fgetc |
字符输入函数
| 所有输入流 |
| fputc |
字符输出函数
| 所有输出流 |
| fgets |
?本?输入函数
| 所有输入流 |
| fputs |
?本?输出函数
| 所有输出流 |
| fscanf | 格式化输出函数 | 所有输入流 |
| fprintf |
格式化输入函数
| 所有输出流 |
| fread |
?进制输入
| 文件输入流 |
| fwrite |
?进制输出
| 文件输出流 |
?上面说的适用于所有输入流一般指适用于标准输入流和其他输入流（如文件输入流）；所有输出流一般指适用于标准输出流和其他输出流（如文件输出流）。
（1）fgetc函数
int fgetc (FILE* stream);
- stream：指向输入流的FILE对象的指针
- 成功返回读取的个数，失败返回EOF
/* fgetc example: money counter */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
int c;
int n = 0;
pFile = fopen("myfile.txt", "r");
if (pFile == NULL)
perror("Error opening file");
else
{
do
{
c = fgetc(pFile);
if (c == '$')
n++;
} while (c != EOF);
fclose(pFile);
printf("The file contains %d dollar sign characters ($).\n", n);
}
return 0;
}作用是从流中读取一个字符
想要了解更多关于fgetc函数的内容请点击下方链接
fgetc - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fgetc/?kw=fgetc
（2）fputc函数
int fputc ( int character, FILE* stream);
- character：要写入的字符
- stream：?指向输出流的FILE对象的指针
- 成功则返回写入的字符，失败则返回EOF并设置错误标识符（ferror）
/* fputc example: alphabet writer */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
char c;
pFile = fopen("alphabet.txt", "w");
if (pFile != NULL)
{
for (c = 'A'; c <= 'Z'; c++)
fputc(c, pFile);
fclose(pFile);
}
return 0;
}作用是从流中写入一个字符
想要了解更多关于fputc函数的内容请点击下方链接
fputc - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fputc/
（3）fgets函数
char* fgets ( char* str, int num, FILE* stream);
- str：指向被复制字符串将要输入到的char数组的指针
- num：要复制到str中的最大字符数
- stream：?指向输入流的FILE对象的指针
/* fgets example */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
char mystring[100];
pFile = fopen("myfile.txt", "r");
if (pFile == NULL)
perror("Error opening file");
else
{
if (fgets(mystring, 100, pFile) != NULL)
puts(mystring);
fclose(pFile);
}
return 0;
}作用是从流中读取一个字符串
想要了解更多关于fgets函数的内容请点击下方链接
fgets - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fgets/?kw=fgets
（4）fputs函数
int fputs ( const char* str, FILE* stream);
- str：要写入的字符串
- stream：?指向输出流的FILE对象的指针
/* fputs example */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
char sentence[256];
printf("Enter sentence to append: ");
fgets(sentence, 256, stdin);
pFile = fopen("mylog.txt", "a");
fputs(sentence, pFile);
fclose(pFile);
return 0;
}作用是从流中写入一个字符串
想要了解更多关于fputs函数的内容请点击下方链接
fputs - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fputs/?kw=fputs
（5）fscanf函数
int fscanf ( FILE* stream , const char* format , ... );
- stream：?指向输入流的FILE对象的指针
实际上，fscanf就比scanf多了一个stream参数而已，作用是相似的
/* fscanf example */
#include <stdio.h>
int main()
{
char str[80];
float f;
FILE *pFile;
pFile = fopen("myfile.txt", "w+");
fprintf(pFile, "%f %s", 3.1416, "PI");
rewind(pFile);
fscanf(pFile, "%f", &f);
fscanf(pFile, "%s", str);
fclose(pFile);
printf("I have read: %f and %s \n", f, str);
return 0;
}作用是格式化的读取数据
想要了解更多关于fscanf函数的内容请点击下方链接
（6）fprintf函数
int fprintf ( FILE* stream , const char* format , ... );
同上，也只是比printf多了一个stream参数?
/* fprintf example */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
int n;
char name[100];
pFile = fopen("myfile.txt", "w");
for (n = 0; n < 3; n++)
{
puts("please, enter a name: ");
gets(name);
fprintf(pFile, "Name %d [%-10.10s]\n", n + 1, name);
}
fclose(pFile);
return 0;
}作用是写入格式化的数据
想要了解更多关于fprintf函数的内容请点击下方链接
fprintf - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fprintf/
（7）fread函数
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
- 返回成功读取的元素个数
- ptr：指向目标内存块的指针
- size：要读取的每个元素的大小
- count：元素的个数
- stream：指向输入流的指针
想要了解更多关于fread函数的内容请点击下方链接
fread - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fread/?kw=fread
（8）fwrite函数
size_t fwrite ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
与上面同理，就不赘述了
想要了解更多关于fwrite函数的内容请点击下方链接
fwrite - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fwrite/
六、文件的随机读写
文件的随机读写并不是随机数那种随机，而是指可以从任意地方开始读写文件，这里就要引入几个函数了
6.1 fseek函数
?可以根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针
int fseek ( FILE* stream , long int offset , int origin);
- ?stream：文件指针
- offset：偏移量
- origin：偏移量参考的位置，C语言中定义了几个常量用作此函数的参数：SEEK_SET为文件开头位置；SEEK_CUR为文件指针的当前位置；SEEK_END为文件结束位置
/* fseek example */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
pFile = fopen("example.txt", "wb");
fputs("This is an apple.", pFile);
fseek(pFile, 9, SEEK_SET);
fputs(" sam", pFile);
fclose(pFile);
return 0;
}?想要了解更多关于fseek函数的内容请点击下方链接
fseek - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/fseek/?kw=fseek
6.2 ftell函数
返回文件指针相对于起始位置的偏移量
long int ftell ( FILE* stream);
/* ftell example : getting size of a file */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
long size;
pFile = fopen("myfile.txt", "rb");
if (pFile == NULL)
perror("Error opening file");
else
{
fseek(pFile, 0, SEEK_END); // non-portable
size = ftell(pFile);
fclose(pFile);
printf("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n", size);
}
return 0;
}想要了解更多关于ftell函数的内容请点击下方链接
ftell - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/ftell/?kw=ftell
6.3 rewind函数
让文件指针的位置回到文件的起始位置
void rewind ( FILE* stream);
/* rewind example */
#include <stdio.h>
int main()
{
int n;
FILE *pFile;
char buffer[27];
pFile = fopen("myfile.txt", "w+");
for (n = 'A'; n <= 'Z'; n++)
fputc(n, pFile);
rewind(pFile);
fread(buffer, 1, 26, pFile);
fclose(pFile);
buffer[26] = '\0';
puts(buffer);
return 0;
}想要了解更多关于rewind函数的内容请点击下方链接
七、文件的其他函数
7.1 feof函数
判断文件流是否读取到了文件尾
int feof( FILE *stream );
/* feof example: byte counter */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
int n = 0;
pFile = fopen("myfile.txt", "rb");
if (pFile == NULL)
perror("Error opening file");
else
{
while (fgetc(pFile) != EOF)
{
++n;
}
if (feof(pFile))
{
puts("End-of-File reached.");
printf("Total number of bytes read: %d\n", n);
}
else
puts("End-of-File was not reached.");
fclose(pFile);
}
return 0;
}想要了解更多关于feof函数的内容请点击下方链接
feof - C++ Reference (cplusplus.com)https://legacy.cplusplus.com/reference/cstdio/feof/?kw=feof
7.2?clearerr函数
清除文件错误标志
void clearerr( FILE *stream );
/* writing errors */
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *pFile;
pFile = fopen("myfile.txt", "r");
if (pFile == NULL)
perror("Error opening file");
else
{
fputc('x', pFile);
if (ferror(pFile))
{
printf("Error Writing to myfile.txt\n");
clearerr(pFile);
}
fgetc(pFile);
if (!ferror(pFile))
printf("No errors reading myfile.txt\n");
fclose(pFile);
}
return 0;
}?想要了解更多关于clearerr函数的内容请点击下方链接
7.3 rename函数
重命名文件
int rename ( const char * oldname, const char * newname );
/* rename example */
#include <stdio.h>
int main()
{
int result;
char oldname[] = "oldname.txt";
char newname[] = "newname.txt";
result = rename(oldname, newname);
if (result == 0)
puts("File successfully renamed");
else
perror("Error renaming file");
return 0;
}想要了解更多关于rename函数的内容请点击下方链接
完.?
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