C语言的文件操作,fopen、fclose、fgetc、fgets、fputc、fputs、fwrite、fread、feof、ferror、fprintf、fscanf等文件函数的介绍 |
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为什么要使用文件什么是文件文件的打开和关闭文件指针文件的打开和关闭
文件的顺序读写对比一组函数文件的随机读写fseekftell函数rewind函数
文本文件和二进制文件文件读取结束的判定被错误使用的feof
文件缓存区练习
为什么要使用文件
我们在前面学习结构体和动态内存管理函数的内容时,我们写了两个版本的通讯录,当这两个版本的通讯录运行起来的时候,它们的数据都是保存在内存当中的。并没有存到我们的辅存当中,那么在程序运行结束时,我们的数据就丢失了。当我们下一次使用通讯录的时候,数据又得重新输入。这样就显得很麻烦。我们就想到了如何把内存中的数据放入到我们的辅存当中去呢。那就是使用文件。C语言中的文件管理主要是通过各种函数实现的,接下来我们会介绍文件是什么以及C语言中关于文件操作的函数。 磁盘上的文件是文件。 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)。 程序文件包括.c 文件,obj文件,这些都是C语言中的程序文件。 数据文件文件的内容一般不是程序,而是运行时读写的数据,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。我们现在要讨论的是数据文件。 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个部分:文件路径+文件名主干+文件后缀。 例如:c:\code\test.txt 为了方便起见,文件标识常被称为文件名。 文件的打开和关闭 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. 文件类型的结构体 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编译器的FILE类型包含的内容并不完全相同,但是大同小异。 每当打开一个文件的时候,系统会创建一个FILE结构的变量,并且填充其中的信息。使用者不必关心细节。 一般我们是通过一个FILE类型的指针来维护这个变量。 通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。 文件在读写之前应该先打开文件和关闭文件,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。 ANSIC 规定使用fopen和fclose来打开和关闭文件,这两个函数的一些解释: FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode ); fopen函数的介绍: 打开文件 打开在参数文件名中指定其名称的文件,并将其与可在将来的操作中由返回的 FILE 指针标识的流相关联。 流上允许的操作及其执行方式由 mode 参数定义。 默认情况下,如果已知返回的流不引用交互式设备,则返回的流将完全缓冲。 返回的指针可以通过调用 fclose 或 freopen 与文件解除关联。所有打开的文件在正常程序终止时自动关闭。 运行环境支持至少同时打开FOPEN_MAX个文件 参数解释 文件名 包含要打开的文件的名称的 C 字符串。 其值应遵循运行环境的文件名规范,并且可以包含路径(如果系统支持)。 模式 包含文件访问模式的 C 字符串。它可以是: “r” 读:打开文件进行输入操作。该文件必须存在。 “w” 写:为输出操作创建一个空文件。如果已存在同名文件,则会丢弃其内容,并将该文件视为新的空文件。 “一” 附加:在文件末尾打开文件进行输出。输出操作始终将数据写入文件末尾,并对其进行扩展。重新定位操作(fseek、fsetpos、rewind)将被忽略。如果文件不存在,则创建该文件。 “r+” 读取/更新:打开文件进行更新(输入和输出)。该文件必须存在。 “w+” 写入/更新:创建一个空文件并打开它进行更新(用于输入和输出)。如果已存在同名文件,则会丢弃其内容,并将该文件视为新的空文件。 “A+” 追加/更新:打开一个文件进行更新(输入和输出),所有输出操作都在文件末尾写入数据。重新定位操作(fseek、fsetpos、rewind)会影响下一个输入操作,但输出操作会将位置移回文件末尾。如果文件不存在,则创建该文件。 使用上面的模式说明符,文件将作为文本文件打开。为了将文件作为二进制文件打开,模式字符串中必须包含“b”字符。这个额外的“b”字符可以附加到字符串的末尾(从而形成以下复合模式:“rb”,“wb”,“ab”,“r+b”,“w+b”,“a+b”),或者插入字母和混合模式的“+”符号之间(“rb+”,“wb+”,“ab+”)。 新的C标准(C2011,不属于C++)添加了一个新的标准子说明符(“x”),可以附加到任何“w”说明符(形成“wx”,“wbx”,“w+x”或“w+bx”/“wb+x”)。如果文件存在,此子说明符强制函数失败,而不是覆盖它。 如果序列后面有其他字符,则行为取决于库实现:某些实现可能会忽略其他字符,以便例如接受额外的“t”(有时用于显式声明文本文件)。 在某些库实现中,使用更新模式打开或创建文本文件可能会将流视为二进制文件。 返回值解释 如果文件成功打开,该函数将返回指向 FILE 对象的指针,该对象可用于在将来的操作中标识流。否则,将返回空指针。在大多数库实现中,errno 变量在失败时也设置为特定于系统的错误代码。 fclose 函数解释 关闭文件 关闭与流关联的文件并将其取消关联。 与流关联的所有内部缓冲区都与流解除关联并刷新:写入任何未写入的输出缓冲区的内容,丢弃任何未读输入缓冲区的内容。 即使调用失败,作为参数传递的流也将不再与文件及其缓冲区关联。 函数原型 int fclose ( FILE * stream ); 函数参数解释 指向指定要关闭的流的 FILE 对象的指针。 函数返回值解释 如果流成功关闭,则返回零值。 失败时,将返回 EOF。 使用例子: //fopen函数和fclose函数的使用 int main() { //打开文件 FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return 1; } //使用文件 //文件类型的指针 //fputc('a', pf); //关闭文件 fclose(pf); pf = NULL; return 0; } 文件的顺序读写流的介绍 标准输出流:stdout 标准输入流:stdin 标准错误流:std 文件的顺序读写的所涉及到的函数 scanf / fscanf / sscanf printf / fprintf / sprintf scanf 针对标准输入流的格式化的输入函数 printf 针对标准输出流的格式化输出函数 fscanf 针对所有输入流的格式化输入函数 fprintf 针对所有输出流的格式化输出函数 sprintf 把一个格式化的数据写到字符串中 sscanf 把一个字符串转换成对应的格式化数据 int main() { //序列化和反序列化的时候 struct S s = { 200, 3.5f, "wangwu" }; //把一个结构体转换成字符串 char arr[200] = { 0 }; sprintf(arr, "%d %f %s\n", s.n, s.f, s.arr); printf("字符串的数据:%s\n", arr); //把一个字符串转换成对应的格式化数据 struct S tmp = { 0 }; sscanf(arr, "%d %f %s", &(tmp.n), &(tmp.f), tmp.arr); printf("格式化的数据:%d %f %s\n", tmp.n, tmp.f, tmp.arr); return 0; } 文件的随机读写 fseek根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针 函数原型: int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin ); 函数介绍: 使用例子 int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return; } fseek(pf, 9, SEEK_CUR); fputs("abc", pf); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }运行结果 函数原型 long int ftell ( FILE * stream );函数解释 使用例子 int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return; } fseek(pf, 9, SEEK_CUR); //9+3 fputs("abc", pf); int a = ftell(pf); printf("%d\n", a); //9+3 fclose(pf); pf = NULL; return 0; }运行结果 函数解释 让文件指针的位置回到文件的起始位置 使用例子 int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return; } fseek(pf, 9, SEEK_CUR); //9+3 fputs("abc", pf); rewind(pf); int a = ftell(pf); printf("%d\n", a); //9+3 fclose(pf); pf = NULL; return 0; }运行结果 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样存储的呢? 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 测试代码 int main() { int a = 10000; FILE* pf = fopen("test.txt", "wb"); if (pf == NULL) { perror("fopen"); return; } fwrite(&a, sizeof(a), 1, pf); fclose(pf); pf = NULL; return 0; }
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) fgetc 遇到文件末尾,返回EOF,同时设置一个状态,遇到文件末尾。使用feof来检测这个状态, 遇到错误,返回EOF,同时设置一个状态,遇到了错误,使用ferror来检测这个状态。 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。 正确的使用: 文本文件的例子: #include #include int main(void) { int c = 10; // 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); } //判断是什么原因结束的 if (ferror(fp)) puts("I/O error when reading"); else if (feof(fp)) puts("End of file reached successfully"); fclose(fp); }运行结果: 运行结果: ANSIC 标准采用 "缓冲文件系统"处理的数据文件。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。
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。 练习把一个文件的内容拷贝到另一个文件 代码实现: #include int main() { //打开文件 FILE* pRead = fopen("test1.txt", "r"); if (pRead == NULL) { perror("fopen"); return; } FILE* pWrite = fopen("test2.txt", "w"); if (pWrite == NULL) { fclose(pRead); pRead = NULL; perror("fopen"); return; } //把test1里的内容复制到test2中 char ch = '0'; while ((ch = fgetc(pRead)) != EOF) { fputc(ch, pWrite); } fclose(pRead); pRead = NULL; fclose(pWrite); pWrite = NULL; return 0; }执行结果: |
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