C语言中的 |文件操作|

最新推荐文章于 2024-12-06 16:06:28 发布

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文章标签： c语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_74222272/article/details/141939626

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一、流和标准流

作为程序猿，我们应该知道“流”的概念。那么什么是流呢？标准流又是什么呢？接下来，我们在进行文件操作之前，需要先对流有一个清楚的了解。

我们在对代码的输入时，通常会通过键盘来操作，即输入数据；同样操作系统对结果的输出，会在我们的程序运行结束之后会在屏幕上返回结果，即输出。那么我为了方便程序员对各种设备的操作，我们抽象出了流的概念：即我们可以把流想象成流淌着数据（字符）的河流。

正常情况写，我们是向流里写数据，或者输出数据，都是要先打开流，然后再进行操作。

1、标准流

这时候我们会想，我在写程序的时候要打开流才能进行操作，那么为什么没有提示我打开流呢？

在C语言程序启动时，会默认的打开3个流：

stdin	标准输入流	如：scanf
stdout	标准输出流	如：printf
stderr	标准错误流

这三个流的类型是 FILE*，通常被称为文件指针。在C语言中就是通过文件指针来维护流的各种操作。

2、文件指针

这里引入了文件指针的内容，什么是文件指针？它该怎么定义呢？它的功能是什么呢？

首先当我们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，并且通过FILE的指针来维护这个FILE结构的变量，以此方便使用。

那么怎么去定义一个文件指针呢？方法如下：

FILE* pf;    //文件指针变量

定义一个pf的变量，它指向文件所处的文件信息区（这个文件信息区是一个结构体变量），通过这个⽂件信息区中的信息就能够访问该⽂件。

二、对文件操作

1、文件的打开和关闭

在文件进行文件操作的时候，首先应该打开文件，其次使用完成之后，应该关闭文件。在C语言中，文件的打开和操作代码如下：

//打开文件
FILE *fopen(const char *filename, const char * mode );


//关闭文件
int fclose(FILE *stream);

mode表示文件的打开模式，有以下几种：

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	建立一个新文件
“a”(追加)	向⽂本⽂件尾添加数据	建立一个新文件
“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	建立一个新文件
“ab”(追加)	向⼀个⼆进制⽂件尾添加数据	建立一个新文件
"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，建立⼀个新的⽂件	建立一个新文件
"a+"(读写)	打开⼀个⽂件，在⽂件尾进⾏读写	建立一个新文件
"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	建立一个新文件

例如我们要打开一个命名为“test.txt”的文件，对它进行写的操作之后，再读取文件内容：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file;
    char ch;

    // 创建并写入文件
    file = fopen("test.txt", "w");
    if (file == NULL) {
        perror("无法打开文件");
        return 1;
    }

    // 写入字符
    const char *text = "Hello, World!\n";
    while (*text) {
        fputc(*text++, file);
    }
    fclose(file);

    // 读取并打印文件内容
    file = fopen("test.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("无法打开文件");
        return 1;
    }

    while ((ch = fgetc(file)) != EOF) {
        putchar(ch);
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

2、文件读写

在C语言中，文件读写分为顺序读写和随机读写：

2.1 顺序读写

顺序读写是指按照文件中数据的存储顺序进行读写操作。通常情况下，这种方式简单且效率较高，适用于大多数文件处理场景。

首先是对于顺序读写函数的介绍：

顺序读写函数
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	文本行输入函数	所有输入流
fputs	文本行输出函数	所有输出流
fscanf	格式化输入函数	所有输入流
fprintf	格式化输出函数	所有输出流
fread	二进制输入	文件
fwrite	二进制输出	文件

注：以上所有输入流指的是：标准输入流和其他输入流（文件流）；所有输出流指的是：标准输出流和其他输出流（文件流）。

这里我们主要介绍一下fread和fwrite两个函数：

2.1.1fread和fwrite函数：

1、声明和定义：

//fread
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)

//fwrite
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)

size_t: 无符号整型

ptr:目标文件

size:读取类型所占字节的大小

nmemb:读取size的个数

stream:即读取的源文件

2.运用示例：

//fwrite   以二进制的形式写入
int main() {
	int arr[] = { 1,2,3,4,5 };

    //打开文件
	FILE* pf = fopen("text.txt", "wb");
    //判断文件是否打开成功
	if (pf == NULL) {
		perror("pf");
		return 1;
	}

	//写数据
	int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	fwrite(arr, sizeof(arr[0]), len, pf);
    //关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}


//fread    以二进制的形式读取
int main() {
	int arr[5] = { 0 };//定义读取内容的存放地址

	FILE* pf = fopen("text.txt", "rb");
    //判断是否打开文件
	if (pf == NULL) {
		perror("pf");
		return 1;
	}

	//读取数据
	/*int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	fread(arr, sizeof(arr[0]), 5, pf);
    
    //循环输入
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		printf("%d ", arr[i]);
	}*/

    //另一种写法：    
	int i = 0;
	                                    ->1 指的是每次读取几个数 
									 //|
	while (fread(&arr[i], sizeof(int), 1, pf)) {
		printf("%d ", arr[i]);
		i++;
	}
	
    //关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

2.2 随机读写

随机读写允许在文件的任意位置进行读写操作。

2.2.1 fseek

1.函数声明：

int fseek(FILE *stream, long int offset, int whence)

2.函数介绍：

库函数fseek，设置流 stream 的文件位置（目标文件）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。

这里whence有三个参数可供选择：SEEK_CUR(当前位置)，SEEK_SET(文件起始位置)，SEEK_END(文件结尾位置)。

3.示例：

//fseek
int main() {

    //打开文件 此处省略在文件中写入字符串
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//读取文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a

	//fseek(pf, 4 , SEEK_CUR);
	//fseek(pf, 5, SEEK_SET);//文件起始
	fseek(pf, -3, SEEK_END);
    
    //查找之后再次获取字符
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//f

    //关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

2.2.2 ftell

1.函数声明：

long int ftell(FILE *stream)

2.函数介绍：

库函数 ftell返回给定流 stream 的当前文件位置。

3.示例：

int main() {

    //打开文件 此处省略在文件中写入字符串
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//读取文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	fseek(pf, 0, SEEK_END);

	//返回文件偏移量
	printf("%d\n", ftell(pf));//9

    //关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

2.2.3 rewind

1.函数声明：

void rewind(FILE *stream)

2.函数介绍：

库函数 rewind设置文件位置为给定流 stream 的文件的开头。即将光标位置置为文件开头。

3.示例：

int main() {
    
    //打开文件，此处省略在文件中写入字符串
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//读取文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	fseek(pf, -3, SEEK_END);
	printf("%d\n", ftell(pf));

    //置为开头
	rewind(pf);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

    //关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

2.3 对比总结

顺序读写：简单，适用于数据流处理，按顺序处理文件内容。
随机读写：灵活，适用于需要在文件中间插入、修改或读取特定位置数据的情况。

三、两组函数的对比

1、scanf、fscanf、sscanf

函数名	函数介绍
scanf	从标准输入流（键盘）上读取格式化的数据
fscanf	从指定的（所有的）输入流上读取格式化的数据
sscanf	在字符串中读取格式化的数据

2、printf、fprintf、sprintf

函数名	函数介绍
printf	把数据以格式化的形式打印在标准输出流上
fprintf	把数据以格式化的形式打印在指定的（所有的）输出流上
sprintf	把格式化的数据转化成字符串

四、文件读取结束的判断

1、feof()函数

feof 的作用是：当⽂件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是：遇到文件尾结束。

fgetc 判断是否为 EOF 。
fgets 判断返回值是否为 NULL。

例如：

int main() {

    //打开文件
	FILE* pf = fopen("text.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	int ch = 0;
	//按顺序读取
	while ((ch = fgetc(pf)) != EOF) {
		printf("%c\n", ch);
	}

	//判断是什么原因导致的读取结束
	if (feof(pf))						// feof()函数  是判断已经结束的原因是什么
	{
		printf("遇到文件末尾\n");
	}

    //ferror()函数 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。
	else if(ferror(pf)){          
		perror("ferror");
	}

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}