关于文件的理解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/snow_feather/article/details/135648951

本文详细介绍了文件名的构成、文件操作的基本流程，包括文件的打开、关闭、不同方式的读写（如fgetc/fputc、fgets/fputs、fscanf/fprintf等）以及文件定位函数如fseek/ftell、重置文件位置的rewind和feof的使用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在学习文件之前，我们得先了解什么叫做文件名。

所谓的文件名包括三个部分：文件路径+文件名主干+文件后缀

例如：c:\code\test.txt这个就是一个文件名

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。

下面是能在文件中使用的方式：

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	建立一个新的文件
“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

不知道大家发现了什么规律没有：凡是带 r 的都是关于二进制的，凡是带 a 的如果指定文件不存在则出错，其他的都是建立一个新的文件

下面简单写个代码介绍：

#include <stdio.h>
int main ()
{
    FILE * pFile;
    //打开文件
    pFile = fopen ("myfile.txt","w");//如果没有这个文件则新建一个
    //文件操作
    if (pFile!=NULL)//如果这个文件不为空进入，并写入下面这段代码，然后关闭
    {
    fputs ("fopen example",pFile);
    //关闭文件
    fclose (pFile);
    }
    return 0;
}

文件的顺序读写

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

对比一组函数：

fgetc和fputc

fgetc()：

功能：从指定的文件流（FILE类型指针）中读取一个字符。
返回值：成功时返回读取到的字符，并将其转换为整型（int类型），通常可以赋值给char变量。如果到达文件末尾或者发生错误，则返回EOF（通常定义为-1）。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("pf");
		return 1;
	}
	int ch;
	while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c", ch);
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

首先我们得保证test.txt文件存在才能使用 r ，如果没有可以现在当前路径下创建一个，然后在指定的test.txt文件里面存放需要的字符，然后才能将数据打印在屏幕上，不然屏幕上啥也没有。

fputc():

功能：向指定的文件流（FILE类型指针）中写入一个字符。
返回值：成功时返回写入的字符（作为整型），如果发生错误则返回EOF。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test2.txt","w");
	if (pf == NULL)
	{

		perror("pf");
		return 1;
	}
	int ch = 'A';
	int ret = fputc(ch, pf);//将字符'A'写入到文件里面
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

这里使用的是“w”可以不新建文件，然后我们将字符“A”输入到文件“test2.txt”里面去，运行一下，然后打开指定文件就可以看到里面多了一个字符“A”了。

总结来说，fgetc() 用于从文件读取单个字符，而 fputc() 用于向文件写入单个字符。

fgets和fputs

fgets():

功能：从指定的文件流（FILE类型指针）读取一个字符串，并将其存储到缓冲区中。读取时会考虑换行符（'\n'），如果读取到了换行符或到达了指定的最大字符数（包括结束的空字符 '\0'），则停止读取。

函数原型：

char *fgets(char *str, int n, FILE *stream);

其中：

str 是指向接收读取内容的字符数组的指针。
n 指定要读取的最大字符数，不包括终止的空字符 '\0'。
stream 是指向打开的文件流的指针。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test3.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("pf");
		return 1;
	}
	char arr[20];
	if(fgets(arr, sizeof(arr), pf));
	{
		printf("%s", arr);// 输出读取到的字符串
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

对于这段代码我是这样理解的：首先得有一个test3.txt文件，然后用将pf里面的内容输出最大sizeof(arr)个字符到arr里面去，最后打印arr，也就是test3.txt里面的内容

fputs():

功能：将一个字符串写入到指定的文件流（FILE类型指针）。它不会自动添加换行符，若需要在字符串后添加换行符，应手动包含在字符串内。

函数原型：

int fputs(const char *str, FILE *stream);

其中：

str 是指向要写入的字符串的指针。
stream 是指向打开的文件流的指针。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test4.txt","w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("pf");
		return 1;
	}
	char* ch = "hello world";
	fputs(ch, pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

这段代码是将ch的内容通过fputs存放到pf里面，打开test4.txt即可看见这段“hello world”

fscanf和fprintf

fscanf():

功能：从指定的文件流（FILE类型指针）读取格式化的数据。

函数原型：

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

其中：

stream 指向要读取的已打开文件流。
format 是一个格式字符串，它告诉函数如何解析和解释从文件读取的数据。
可变参数列表根据 format 中指定的格式接收并存储读取到的数据。

int main()
{
	char c[20];
	int a;
	double d;
	FILE* pf = fopen("test5.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("pf");
		return 1;
	}
	fscanf(pf, "%s %d %lf", c, &a, &d);
	printf("%s %d %lf", c, a, d);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

可以这样理解：第一个参数为存放数据的文件，第二个参数为打印参数的格式，第三个参数为参数的地址(因为数组名就是首元素的地址，所以c不需要使用&取地址操作符)

fprintf():

功能：将格式化的数据写入到指定的文件流（FILE类型指针）。

函数原型：

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

其中：

stream 指向要写入的已打开文件流。
format 是一个格式字符串，它告诉函数如何格式化输出的数据。
可变参数列表提供了需要按照 format 格式化并写入文件的数据。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test6.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("pf");
		return 1;
	}
	int a = 10;
	char* str = "abcdef";
	double d = 3.14;
	fprintf(pf, "%d %s %lf", a, str, d);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

第一个参数可以理解为要将数据存放到哪个文件里面去，第二个参数可以理解打印参数的格式，第三个则就是数据

fread和fwrite

fread():

功能：从指定的文件流（FILE类型指针）读取指定长度的数据块到内存缓冲区。

函数原型：

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream);

其中：

ptr 指向用于接收数据的缓冲区地址。
size 表示每个元素的大小（以字节为单位）。
count 表示要读取的元素数量。
stream 是指向已打开文件的FILE指针。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test7.bin", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("pf");
		return 1;
	}
	int buffer[10];
	size_t k = fread(buffer, sizeof(int), 10, pf);
	if (k != 10)
	{
		fprintf(stderr, "Error reading from file.\n");
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fwrite():

功能：将内存缓冲区中的指定长度的数据块写入到指定的文件流（FILE类型指针）。

函数原型：

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream);

其中参数含义与 fread() 相似，只是方向相反：

ptr 指向包含要写入数据的缓冲区地址。
size 表示每个元素的大小（以字节为单位）。
count 表示要写入的元素数量。
stream 是指向已打开文件的FILE指针。

int main()
{
	FILE* fp = fopen("test8.bin", "wb");
	if (fp == NULL) {
		perror("Error opening file");
		return 1;
	}

	int buffer[10] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
	size_t items_written = fwrite(buffer, sizeof(int), 10, fp);

	if (items_written != 10)
	{
		fprintf(stderr, "Error writing to file.\n");
	}
    fclose(fp)
	return 0;
}

总结起来，fread() 用于从二进制文件中读取数据块，而 fwrite() 则用于向二进制文件中写入数据块。这两个函数都适合处理结构化数据或不关心字符编码的原始数据，它们根据指定的元素大小和数量高效地移动数据。

sscanf和sprintf

sscanf 和 sprintf 是C语言中用于处理字符串输入输出的标准库函数，它们与文件输入输出的 fscanf 和 fprintf 类似，但操作的对象是内存中的字符串而不是文件。

sscanf():

功能：从给定的字符串中读取格式化的数据。

函数原型：

int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

其中：

str 指向包含要解析数据的字符串。
format 是一个格式字符串，它告诉函数如何解析和解释字符串中的数据。
可变参数列表根据 format 中指定的格式接收并存储读取到的数据。

int main()
{
	char input[] = "123 abc XYZ";
	int number;
	char str[50];

	if (sscanf(input, "%d %s", &number, str) == 2) {
		printf("Number: %d\nString: %s\n", number, str);
	}
	else {
		printf("Error parsing string.\n");
	}
	return 0;
}

sprintf():

功能：将格式化的数据写入到一个字符数组中，生成格式化的字符串。

函数原型：

int sprintf(char *str, const char *format, ...);

其中：

str 指向用于存放格式化后字符串的缓冲区地址。
format 是一个格式字符串，它指导函数如何格式化输出的数据。
可变参数列表提供了需要按照 format 格式化并放入字符串的数据。

int main() 
{
  int a = 10;
  double b = 3.14;
  char c[20] = "Hello, World!";

  char buffer[100];
  sprintf(buffer, "%d %f %s", a, b, c);

  printf("Formatted string: %s\n", buffer); // 输出：10 3.140000 Hello, World!

  return 0;
}

总结起来，sscanf() 用于从字符串中提取格式化数据，而 sprintf() 则用于创建一个格式化的字符串。这两个函数都需要一个格式字符串来指导如何解析或格式化数据，并且在处理字符串时要注意防止缓冲区溢出，确保目标字符串足够大以容纳所有格式化后的数据。

文件的随机读写

fseek

作用：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：指向已打开文件的FILE结构体指针，即你想移动文件读写位置的那个文件。
offset：从whence参数所指定的位置开始偏移的字节数。正数表示向前移动（文件末尾方向），负数表示向后移动（文件开头方向）。
whence：指定起始点，有以下三种可能的值：
- SEEK_SET（或0）：从文件开始处偏移offset个字节。
- SEEK_CUR（或1）：从当前文件位置处偏移offset个字节。
- SEEK_END（或2）：从文件结尾处偏移offset个字节。

返回值：

如果成功，fseek() 返回0，表示文件位置指示器成功地移动到了新的位置。
如果失败，例如如果文件不是随机访问类型或者发生其他错误，fseek() 将返回一个非零值，并且errno会被设置为相应的错误代码。

如果不明白请看下面这段代码：

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;
}

最开始的指针是指向T这个位置的，然后向后偏移了9字节，指向了an的n位置，然后将n ap(共4个字节)替换成了 sam(注意：空格也得算进入)

这是最开始的：这是替换后的：

ftell

作用：返回文件指针相对于起始位置的偏移量

函数原型：

long int ftell(FILE *stream);

stream：指向已打开文件的FILE结构体指针，你想获取其当前位置的那个文件。

返回值：

如果成功，ftell() 返回当前文件位置指示器相对于文件开始处的字节数。
如果失败，例如如果文件不是随机访问类型或者发生其他错误，ftell() 将返回 -1L，并且errno会被设置为相应的错误代码。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("myfile.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("Error opening file");
	}
	fseek(pf, 0, SEEK_END);
	long size = ftell(pf);
	printf("%ld", size);
	return 0;
}

ftell可以用来当不知道指针指向哪里的时候，用它来计算相对于起始位置的字节数，这样就可以清楚位置了。

rewind

作用：让文件指针的位置回到文件的起始位置

函数原型：

void rewind(FILE *stream);

stream：指向已打开文件的FILE结构体指针，你想将其内部指针重置到文件起始位置的那个文件。

该函数没有返回值，直接将文件读写位置移动到文件开头。这相当于调用 fseek(stream, 0, SEEK_SET)。

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w+");
	int i;
	char buffer[27];
	for (i = 'A'; i <= 'Z'; i++)
	{
		fputc(i, pf);
	}
	rewind(pf);
	fread(buffer, 1, 26, pf);
	fclose(pf);
	buffer[26] = '\0';
	puts(buffer);
	return 0;
}

feof

在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接来判断文件是否结束。

feof 的作用是：当文件读取结束的时候，判断读取结束的原因是否是：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 ）
例如：
fgetc 判断是否为 EOF .
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。