OutMan——C语言中文件的操作

文件的操作

一、文件的概念
        “文件”指存储在外部介质上数据的集合，这个数据集合有一个名称，叫做文件名
        计算机存储分为2块：1. 内存（内部存储） 2. 硬盘（外部存储、外部介质）

二、文件的分类
1. 从用户的角度看，文件可以分为普通文件和设备文件
2. 从文件编码方式来看，文件可以分为ASCII码文件和二进制码文件两种，ASCII码文件也称为文本文件，二进制码文件是按二进制的编码方式来存放文件的

三、文件操作的步骤及原理
（1）文件的操作步骤
1. 引入头文件 stdio.h
2. 定义文件指针
3. 打开文件
4. 文件读写
5. 关闭文件
（2）对文件的读和写是最常用的文件操作，在C语言中提供了多种文件读写的函数
字符读写函数：fgetc( )函数和fputc( )函数
字符串读写函数：fgets( )函数和fputs( )函数
数据块读写函数：fread( )函数和fwrite( )函数
格式化读写函数：fscanf( )函数和fprintf( )函数
（3）文件操作原理
1. 文件缓冲流
2. 文件输出流

C语言文件指针

一、C语言文件指针
        在C语言中用一个指针变量指向一个文件，这个指针称为文件指针
定义说明文件指针的一般形式为：
        FILE *指针变量标示符;
        其中FILE应为大写，它实际上是由系统定义的一个结构体，该结构体中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息
例：FILE *fp;

二、文件的打开和关闭
（1）文件的打开函数（fopen( )函数）
1. fopen( )函数用来打开一个文件，其调用的一般形式为：
        文件指针变量名 = fopen(文件名，使用文件方式);
其中：
        “文件指针变量名”必须是FILE类型的指针变量
        “文件名”是被打开文件的文件名
        “使用文件方式”是指文件的类型和操作要求
        “文件名”是字符串常量或字符串数组
2. 打开文件的代码实现：

// 定义文件指针
FILE *fp = NULL;
// 打开文件
// 如果打开文件成功，返回文件的首地址；如果打开文件失败，返回NULL
fp = fopen("a.txt", "r");   // r表示只读
// 其意义是在当前目录下打开文件a.txt，只允许进行“读”操作，并使用fp指向该文件

（2）文件的关闭函数（fclose( )函数）
1. 文件一旦使用完毕，应当使用关闭文件函数把当前文件关闭，以避免文件的数据丢失等错误
2. fclose( )函数调用的一般形式是：
        fclose( 文件指针)；
例：

// 关闭文件
fclose(fp);

3. 正常完成关闭文件函数操作时，fclose( )函数返回值为0，如返回非零值，则表示有错误发生
4. 注意： 如果文件写操作时，没有进行文件关闭，可能会导致文件写入失败
（3）打开文件和关闭文件操作的代码实现

注意：打开失败是因为我的路径下没有a.txt文件

三、文件的使用和注意事项
（1）文件使用方式(使用文件的方式共有12种)
1. r：打开一个已经存在的文件，准备从文件中读取数据，不能向文件中写数据
2. w：创建一个新文件，准备向文件中写入数据，不能从文件中读取数据，如果文件已经存在，这个文件将被覆盖（先删后建）
3. a：打开一个已经存在的文件，准备在文件尾部追加数据，不能从文件中读取数据，如果文件不存在，则创建这个文件准备写入数据
4. r+：打开一个已经存在的文件，准备读写，既可以读数据，也可以写入数据
5. w+：创建一个新文件，准备读写，如果文件已经存在，则覆盖原文件
6. a+：等价于a，但可以从文件中读取数据
7. t：打开一个文本文件
8. b：打开一个二进制文件
（2）文件使用方式注意事项
        文件使用方式由r、w、a、t、b和+六个字符拼成，各个字符的含义是：
1. r（read）：读
2. w（write）：写
3. a（append）：追加
4. t（text）：文本文件
5. b（binary）：二进制文件
6. +：读和写

字符读写函数fgetc( )和fputc( )

一、字符写入文件函数fputc( )
        字符读写函数是以字节为单位的读写函数，每次从文件中读出或向文件中写入一个字符
        fputc( )函数的功能是把一个字符写入指定文件中，函数的调用形式为：
        fputc(字符量，文件指针);
例如：fputc('c', fp);
其意义是把字符c写入fp所指向的文件中

二、读文件中字符函数fgetc( )
        fgetc( )函数的功能是从指定文件中读取一个字符，函数的调用形式为：
        字符变量 = fgetc(文件指针);
例如：char ch = fgetc(fp);
其意义是从打开的文件fp中读取一个字符并送入ch中
（1） 对于fgetc( )函数的使用注意：
1. 读取字符的结果也可以不向字符变量赋值，例：fgetc(fp);但是读出的字符不能保存
2. 在文件内部有一个位置指针，用来指向文件的当前读写字节，在文件打开时，该指针总是指向文件的第一个字节，使用fgetc( )函数后，该位置指针将向后移动一个字节

三、字符读写的代码实现
（1）将字符串中的字符逐个写入文件代码实现

// 定义要写入文件的字符串
char str[] = "I believe I can fly";
// 定义文件指针并且以w+的方式打开文件
FILE *fp = fopen("fputc.txt", "w+");
// 判断文件是否打开成功
if (fp != NULL)
{
    // 将字符串中的字符逐个写入fp指向的文件中去
    for (int i=0; i<sizeof(str)/sizeof(char); i++)
    {
        fputc(str[i], fp);
    }
}
// 关闭文件
fclose(fp);

（2）将文件中的字符串逐个字符读出代码实现

注意事项：
1. EOF是文件末尾的标志
2. ch == EOF 可以理解为已经读取到文件最后了

四、应用
        设计要求：键盘上输入一行字符，写入一个文件，再把该文件内容连续显示在屏幕上

设计注意：
1. rewind(fp)的作用是把文件指针，重新指向文件的首地址

字符串的读写函数fgets( )和fputs( )

一、字符串写入文件函数fputs( )
        字符串写入文件函数fputs( )的格式：
        fputs(字符串，文件指针);
其中：字符串可以使字符串常量，也可以是字符数组名或指针变量
（1）字符串写入文件函数的代码实现


使用注意：
1. fputs( )函数有返回值，返回值为int类型，返回的是写入字符串的长度
（2）字符串追加到文件当中的代码实现

二、读取文件中字符串的函数fgets( )
        从文件中读取字符串的函数fgets( )的格式：
        fgets(字符数组名，n，文件指针)；
其中的n是一个正整数，表示从文件中读出的字符串不超过n-1个字符，在读取的最后一个字符加上字符串的结束标志’\0’
例如：fgets(str, n, fp);
其意义是从fp所指向的文件中，读出n-1个字符送入字符数组str中
（1）从文件中读取字符串的代码实现

使用注意：
1. fgets( )函数读取的时候，当文件内容读取完毕后，会给字符串加上结束符’\0’
2. fgets( )函数读取的时候，当遇到’\n’或者EOF，读取结束（在读出n-1）字符前

三、写入中文的问题（一个汉字占3个字节（字符））

结果分析：
        运行显示乱码，不能正确的显示”张三丰”，原因是因为一个字符占3个字节，而str2只有3个字节，所以只能存储3-1个字符（张的第一个字节，第二个字节和’\0’），如果数组str2长度为4的话，则可以显示张

数据块读写函数fread( )和write( )

        C语言还提供了用于整块数据的读写函数，可以用来读写一组数据，如一个数组，一个结构体变量的值等
        读数据块函数fread( )调用的一般形式为：
        fread(buffer，size，count，fp)；
        写数据块函数fwrite( )调用的一般形式为：
        fwrite(buffer，size，count，fp)；
其中:
        buffer：是一个指针，在fread( )函数中，它表示存放输入数据的首地址，在fwrite( )函数中，它表示存放数据的首地址
        size：表示数据块的字节数
        count：表示要读写的数据块块数
        fp：表示文件指针
一、fwrite( )函数操作的代码实现

二、fread( )函数操作的代码实现

三、用fwrite( )函数写入二进制数的代码实现

注意：查看文本文件的方式：

四、应用
        设计要求：将一个结构体数组的内容，写入一个文件中，再读出这两个学生的数据显示在屏幕上

设计注意：
1. 计算结构体数组中的元素个数的方法

// 这种方式也可以计算出结构数组中的元素个数
int n = sizeof(stu)/sizeof(Student);
printf("%d", n);

格式化读写函数fscanf( )和fprintf( )

        fscanf( )函数和fprintf( )函数与我们经常使用的scanf( )函数和printf( )函数功能相似，都是格式化读写函数，两者的区别在于fscanf( )函数和fprintf( )函数的读写对象不是键盘和显示器，而是磁盘文件
        fscanf( )函数和fprintf( )函数这两个格式化读写函数的调用格式为：
        fsacnf(文件指针，格式字符串，输入表列);
        fprintf(文件指针，格式字符串，输出表列)；

一、fprintf( )函数操作的代码实现
        设计要求：要将数据按照这样的格式读进去 0#1；

二、fscanf( )函数操作的代码实现

三、应用
        设计要求：使用fprintf( )函数和fscanf( )函数将一个二维数组逐行写入到文件中，并且读取出来
                                        1，2#
                                        3，4#
                                        5，6#

文件随机读写的实现

        文件随机读写的关键是按要求移动位置指针，这称为文件的定位

一、文件的定位
        移动文件内部位置指针的函数主要有两个，即rewind( )和fseek( )，rewind( )函数之前已经用过，其调用形式为：
        rewind(文件指针)；
它的功能是把文件内部的位置指针移动到文件首部
        fseek( )函数的调用形式为：
        fseek(文件指针，位移量，起始点);
其中：
        “文件指针”指向被移动的文件
        “位移量”表示移动的字节数，要求位移量是long类型数据，以便在文件长度大于64KB时不会报错，当用常量表示位移量时，要求常量加后缀“L”
        “起始点”表示从何出开始计算位移量，规定的起始点有三种：文件首、当前位置和文件尾
                起始点                标示符号                数字表示
                文件首                SEEK_SET                    0
                当前位置            SEEK_CUR                   1
                文件尾                SEEK_END                   2
例：fseek(fp, 100L, 0);
其意义是把fp指向文件中的位置指针，移动到离文件首100个字节处
注意：fseek( )函数一般用于二进制文件中，在文本文件中由于要进行转换，故往往计算的位置会出现错误

二、文件的随机读写
        设计要求：读取student.data中第二个学生的信息

文件检测函数feof( )介绍

一、文件结束检测函数feof( )
        文件检测函数feof( )的调用格式：
        feof(文件指针)；
功能：判断文件是否处于文件结束的位置，如果文件结束，则返回值为1，否则返回值为0

二、文件结束函数操作的代码实现

使用注意：
当使用feof( )函数作为判断条件时，总会多执行一次

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                                        —— 如果您有不同的见解，请随时指出，期待与您的交流！——

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