C语言进阶——6-C语言文件操作

graceyun

已于 2025-02-20 08:54:53 修改

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分类专栏： # C语言[done] 文章标签： c语言开发语言

于 2025-02-19 19:43:43 首次发布

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本章重点

为什么使用文件
什么是文件
文件的打开和关闭
文件的顺序读写
文件的随机读写
文本文件和二进制文件
文件读取结束的判定
文件缓冲区

1. 为什么使用文件

我们前面学习结构体时，写了通讯录的程序，当通讯录运行起来的时候，可以给通讯录中增加、删除数据，此时数据是存放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，等下次运行通讯录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很难受。
我们在想既然是通讯录就应该把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。——使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。

2. 什么是文件

磁盘上的文件是文件。
但是在程序设计中，从文件功能的角度来分类，我们一般谈的文件有两种：程序文件、数据文件

2.1 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）。

2.2 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。本章讨论的就是数据文件。

我们写代码所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。
有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上文件。

2.3 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

3. 文件的打开和关闭

3.1 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。该结构体类型是有系统声明的，取名FILE。

例如，VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下文件类型声明

struct _iobuf {
   
char *_ptr;
        int   _cnt;
        char *_base;
        int   _flag;
        int   _file;
        int   _charbuf;
        int   _bufsiz;
        char *_tmpfname;
       };
typedef struct _iobuf FILE;

VS2022编译环境提供的头文件中有以下文件类型声明（在main函数中输入"FILE;"就可以直接右键转到定义）

//-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
//
// Stream I/O Declarations Required by this Header
//
//-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
#ifndef _FILE_DEFINED
    #define _FILE_DEFINED
    typedef struct _iobuf
    {
   
        void* _Placeholder;
    } FILE;
#endif

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。
一般都是通过一个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:

FILE* pf;//文件指针变量

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能够访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。
在这里插入图片描述

3.2 文件的打开和关闭

文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件。
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，也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。

//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );

打开方式如下表：

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添加数据	出错
“r+”（读写）	为了读和写，打开一个文本文件	出错
w+”（读写）	为了读和写，建议一个新的文件	建立一个新的文件
“a+”（读写）	打开一个文件，在文件尾进行读写	建立一个新的文件
“rb+”（读写）	为了读和写打开一个二进制文件	出错
“wb+”（读写）	为了读和写，新建一个新的二进制文件	建立一个新的文件
“ab+”（读写）	打开一个二进制文件，在文件尾进行读和写	建立一个新的文件

实例代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
   
    //打开文件
  //  FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//这里是相对路径，是在当前文件下面去找这个名字叫“test.txt”的文件
    FILE* pf = fopen("D://code//test.txt", "r");//这里是绝对路径，要去D盘下面找这个名字叫“test.txt”的文件
    if (pf == NULL)
    {
   
        perror("foprn");
        return 1;
    }
    else
    {
   
        printf("文件打开成功！\n");
    }
    //读文件
    //......

    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;

    
    return 0;
}

在这里插入图片描述

绝对路径，因为D盘没有这个文件，所以会报错。

我们在D盘code文件夹下自己新建一个test.txt——文件打开成功

4. 文件的顺序读写

功能	功能	适用于
字符输入函数	fgetc	所有输入流
字符输出函数	fputc	所有输入流
文本行输入函数	fgets	所有输入流
文本行输出函数	fputs	所有输入流
格式化输入函数	fscanf	所有输入流
格式化输出函数	fprintf	所有输入流
二进制输入	fread	文件
二进制输出	fwrite	文件

4.1 顺序写

在这里插入图片描述

#include<stdio.h>
int main()
{
   
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
   
		perror(fopen);
		return 1;
	}
	//写文件
	//写abcd
	fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	fputc('c', pf);
	fputc('d', pf);
	
	//写26个字母
	char ch = 0;
	for (ch = 'a'; ch<= 'z'; ch++)
	{
   
		fputc(ch, pf);
	}


	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}