C语言文件补充笔记1：EOF与feof

已于 2023-02-04 11:01:14 修改
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分类专栏： C语言 文章标签： c语言
于 2023-01-15 09:46:58 首次发布
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文章详细探讨了C语言中EOF作为文件读取结束标志的使用，解释了为何不能仅依赖fgetc返回-1来判断文件结束，以及feof函数的作用。同时，提到了Windows系统中换行符的特殊处理，以及与fgets函数配合时的注意事项。文章通过示例代码展示了正确的文件读取和判断结束的方法。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

1 关于EOF

可以查看EOF的宏定义
在这里插入图片描述
函数fgetc如果读取失败就返回-1，对于文本文件而言，以为着读取结束，因此-1可以作为结束的标志。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main() {
	FILE* fp = fopen("a.txt", "r");
	if (NULL == fp)
	{
		perror("open");	
		return -1;		//在main函数中，按照程序开发的一般惯例，成功则返回0，失败则返回-1
	}
	char ch;
	while ((ch = fgetc(fp))!=-1)
	{
		printf("%c", ch);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

刚刚查看宏定义可知EOF就是-1，因此上面的循环判断可以用EOF替代
这里需要注意的一点是，可以用fgetc的返回值是否为-1来判断文件是否读取结束，但并不意味着文件最后一个字符为-1

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main() {
	FILE* fp = fopen("a.txt", "r");
	if (NULL == fp)
	{
		perror("open");	
		return -1;		//在main函数中，按照程序开发的一般惯例，成功则返回0，失败则返回-1
	}
	char ch;
	while ((ch = fgetc(fp))!=EOF)	//这里原来是-1，现在改成了EOF
	{
		printf("%c", ch);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

2 文件中包含二进制数字

假如-1（EOF对应数字）被写进了文件中，那么读取的时候，也会被正常读出来，如果仍然用fputc的返回值是否为-1来判断文件是否读取结束，那么就会出现bug。
例如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main() {
	FILE* fp = fopen("a.txt", "w");
	if (NULL == fp)
	{
		perror("open");	
		return -1;		//在main函数中，按照程序开发的一般惯例，成功则返回0，失败则返回-1
	}
	char a[10] = { 97, 98, 99, -1, -2, 100 };
	int i = 0;

	while (a[i]!=0)
	{
		fputc(a[i], fp);
		i++;
	}
	return 0;
}

上面的程序是把字符数组写入文件，字符数组a中，有一个元素是-1，写入之后，打开a.txt文件，内容如下：
在这里插入图片描述
-1和-2无法根据ASCII码确定字符，因此乱码
我们再以EOF作为文件结束标志，读取文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main() {
	FILE* fp = fopen("a.txt", "r");
	char ch;
	while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) printf("%c", ch);
	return 0;
}

输出

abc

也就是说，当读到-1的时候，就退出了while循环，后面的不会正常打印

3 feof函数

为了避免上述问题的产生，可以使用 feof函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main() {
	FILE* fp = fopen("a.txt", "r");
	char ch;
	while (!feof(fp))
	{
		ch = fgetc(fp);
		printf("%c", ch);	//feof(fp)返回0表示没有到文件末尾，继续读
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

4 一个程序中多个文件指针打开同一个文件

上面的程序，假如写和读在同一个源程序中，但写指针和都指针使用不同的名字，程序如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main() {
	FILE* fp1 = fopen("a.txt", "w");
	if (NULL == fp1)
	{
		perror("open");	
		return -1;		//在main函数中，按照程序开发的一般惯例，成功则返回0，失败则返回-1
	}
	char a[10] = { 97, 98, 99, -1, -2, 100 };
	int i = 0;

	while (a[i]!=0)
	{
		fputc(a[i], fp1);
		i++;
	}

	FILE* fp2 = fopen("a.txt", "r");
	char ch;
	while ((ch = fgetc(fp2)) != EOF) printf("%d", ch);
	printf("  %d\n", ch);
	return 0;
}

输出

  -1

查看a.txt文件，可以发现成功将97, 98, 99, -1, -2, 100对应的字符写入，但后面却无法通过fp2读取，并且ch取到的只有-1，即读取失败。具体原因我不知道，但在文件关闭前，只能有一个文件指针（fp1）指向该文件，其他文件指针（fp2）想要指向该文件，需要先关闭fp1再用fp2打开。

5 文件复制

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>

int main() {
	FILE* fp1 = fopen("a.txt", "r");
	if (NULL == fp1)
	{
		perror("open");
		return -1;		//在main函数中，按照程序开发的一般惯例，成功则返回0，失败则返回-1
	}

	FILE* fp2 = fopen("b.txt", "w");
	if (NULL == fp2)
	{
		perror("open");
		return -1;		//在main函数中，按照程序开发的一般惯例，成功则返回0，失败则返回-1
	}
	char ch;

	while (!feof(fp1))
	{
		ch = fgetc(fp1);
		fputc(ch, fp2);
		printf("%d\t", ch);
	}

	fclose(fp1);
	fclose(fp2);
	return 0;
}

输出：

97      98      99      -1      -2      100     -1

文件结束符-1也会被写进去

如果不想写进去那么必须在feof函数调用之前先读一次，如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>

int main() {
	FILE* fp1 = fopen("a.txt", "r");
	if (NULL == fp1)
	{
		perror("open");
		return -1;		//在main函数中，按照程序开发的一般惯例，成功则返回0，失败则返回-1
	}

	FILE* fp2 = fopen("b.txt", "w");
	if (NULL == fp2)
	{
		perror("open");
		return -1;		//在main函数中，按照程序开发的一般惯例，成功则返回0，失败则返回-1
	}
	char ch;

	while (1)
	{
		ch = fgetc(fp1);
		if (feof(fp1))
			break;
		fputc(ch, fp2);
		printf("%d\t", ch);
	}

	fclose(fp1);
	fclose(fp2);
	return 0;
}

输出

97      98      99      -1      -2      100

上面两个程序的区别在于，前者是先判断后读，后者是先读后判断。

6 使用ftell验证feof的行为

为什么先读后判断，和先判断后读，会出现上面的差别？

好的，我们现在就来找原因
现有一个名为a.txt的文件，内容如下：
在这里插入图片描述
现在使用先判断后读的方式，查看光标的变化，设计如下程序

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>

void test_feof1() {
	FILE* fp1 = fopen("a.txt", "r");
	char ch;
	long i = 0;
	while (!feof(fp1))
	{
		i = ftell(fp1);
		printf("%d\t", i);

		ch = fgetc(fp1);
		
		i = ftell(fp1);
		printf("%d\t", i);

		printf("%d\n", ch);
	}

	fclose(fp1);
}

int main() {
	test_feof1();
	return 0;
}

输出

0       1       51
1       2       43
2       3       53
3       4       61
4       5       56
5       7       10
7       7       -1

最后读到的字符是\n（ASCII码为10），接下来进行了下一轮的循环，随后fgetc读取失败返回-1，当读取换行符\n后文件光标向后移动两格（后面会介绍），即从从位置5到位置7。读完\n后，feof仍然认为文件没有结束，否则最后一轮循环就不会执行，因此上面的猜测是错误的。

现在使用先读后判断的方式，查看光标的变化

void test_feof2() {
	FILE* fp1 = fopen("a.txt", "r");
	char ch;
	long i;
	while (1)
	{
		i = ftell(fp1);
		printf("%d\t", i);

		ch = fgetc(fp1);

		i = ftell(fp1);
		printf("%d\t", i);

		if (feof(fp1))
			break;

		printf("%d\n", ch);
	}

	return 0;
}
int main() {
	//test_feof();
	test_feof2();
	return 0;
}

输出：

0       1       51
1       2       43
2       3       53
3       4       61
4       5       56
5       7       10
7       7

现在可以得到结论了：feof函数什么时候判断文件结尾，只有fputc读取失败（返回-1）后，这个函数才会判定文件结束，哪怕是读完最后一个字符也不行，必须fputc读取失败才行。

至此，先读后判断和先判断后读的差别，原因也找到了。

7 feof不要和fgets配合使用，建议只和fgetc配合使用

使用函数feof判断文件是否读取结束，与fgetc和fgets两种读取函数配合时的表现是不一样的。当feof与fgetc配合使用时，fgetc只有读取失败返回-1之后，feof才认为文件读取结束，而feof与fgets配合时，只需要最后一行读完，feof就认为文件读取结束，无需等到读取失败。

我们来看一下feof与fgets配合使用时的的情形。新建一个名为test_line.txt的文件，内容如下：
在这里插入图片描述
新建一个统计行数（文件有多少行）的函数，内容如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>

int line_number1()
{
	FILE* fp = fopen("./test_line.txt", "r");
	if (!fp)
	{
		perror("open");
		exit(0);
	}
	int i = 0;
	char temp[256];
	while (1)
	{
		fgets(temp, sizeof(temp), fp);
		if (feof(fp))
		{
			fclose(fp);
			return i;
		}
		i++;
	}
}

main函数如下：

int main()
{
	int lines1;
	lines1 = line_number1();
	printf("lines1=%d\n", lines1);
}

输出

lines1=2

while循环只执行了两次，因为读完第三行之后，feof就认为文件读取结束，后面的i++没来得及执行，就退出了循环。
如果把i++移动到if语句前面，也是不行的，因为当文件是一个空文件时，i++也会执行，会造成即使是空文件，其行数也为1。

那么当使用fgets读取文件时，如何判定读取结束呢？答案是使用fgets的返回值，fgets读到文件尾或出错返回的是NULL，因此可以用返回值是否为NULL判定是否读取结束。代码如下：

int line_number2()
{
	FILE* fp = fopen("./test_line.txt", "r");
	if (!fp)
	{
		perror("open");
		exit(0);
	}
	int i = 0;
	char temp[256];
	char* p = NULL;
	while (1)
	{
		p = fgets(temp, sizeof(temp), fp);
		if (NULL == p)
		{
			fclose(fp);
			return i;
		}
		i++;
	}
}

main函数如下：

int main()
{
	int lines1, lines2;
	lines1 = line_number1();
	//printf("lines1=%d\n", lines1);
	lines2 = line_number2();
	printf("lines1=%d  lines2=%d\n", lines1, lines2);
	
}

输出

lines1=2  lines2=3

结果符合要求。

8 关于Windows中换行被当成两个字符的问题

现在还有一个疑问，为什么读到换行符时，光标会向后移动两格？
新建b.txt，内容如下：
在这里插入图片描述

void test_n() {
	FILE* fp1 = fopen("b.txt", "r");
	char ch;
	long i;
	while (1)
	{
		i = ftell(fp1);
		printf("%d\t", i);

		ch = fgetc(fp1);

		i = ftell(fp1);
		printf("%d\t", i);

		if (feof(fp1))
			break;

		printf("%d\n", ch);
	}
}
int main() {
	//test_feof();
	//test_feof2();
	test_n();
	return 0;
}

输出：

0       1       97
1       3       10
3       5       10
5       6       98
6       8       10
8       10      10
10      10

因为在Windows中，从内存往磁盘存储时，换行符被当成两个字符处理，因此在读取的时候，使用fgetc读是只读到一个字符，但光标却是移动两格
在这里插入图片描述
这个不用深究，只需要知道在Windows系统读取磁盘中的存在这种现象就行。

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