C语言文件操作详讲

属于你的愿与愁

已于 2024-04-18 17:39:16 修改

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分类专栏：学习C语言文章标签： c语言开发语言学习

于 2024-04-15 19:30:17 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_47271425/article/details/137385715

该博客聚焦于C语言文件操作，涵盖文件概念、打开关闭、顺序读写、随机读写、读取结束判断及文件缓存区等内容。介绍了fopen、fclose等函数，还对比了sprintf、sscanf等函数，详细讲解文件操作各环节，助力掌握C语言文件处理。

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ftell 返回文件指针相对于起始位置的偏移量

rewind 让文件指针的位置回到文件的起始位置

五、文件读取结束的判断

六、文件缓存区

一、什么是文件

首先我们要明白，为什么我们要使用文件？

如果没有文件，我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中，如果程序退出，内存回收，数据就丢失了，等再次运行程序，是看不到上次程序的数据的，如果要将数据运行持久化的保存，我们可以使用文件。

程序文件和数据文件

程序文件

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）

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。

本博客主要讲述的是数据文件的读写操作。

在没有文件操作的C语言终端程序中，数据的输入和输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果在屏幕上显示。

其实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。

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

二进制文件和文本文件

根据数据的组织形式，数据文件被称为 文本文件（肉眼看得懂的）或者 二进制文件。

数据在内存中以二进制的形式存储，如果不加转换的输出到外存，就是 二进制文件。

如果要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的文件就是 文本文件。

⼀个数据在内存中是怎么存储的呢？

字符⼀律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。

如有整数10000，如果以ASCII码的形式输出到磁盘，则磁盘中占用5个字节（每个字符⼀个字节），而二进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节（VS2019测试）。

测试代码：

演示，大家要是看不懂代码也没事，后面还会进行说明

int main()
{
	int a = 10000;
	//打开一个文件，想以二进制的形式往里面写数据
    //以写的形式去打开文件，如果文件不存在，则会自动创建
	FILE* pf = fopen("text.txt", "wb");
	//二进制的形式写到文件中
	//a占4字节，把1个整形a的数据写进pf指向的文件中
	fwrite(&a, 4, 1, pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

在VS上打开二进制文件：

二、文件的打开和关闭

介绍文件打开和关闭前，我们先来了解一下什么是流？

流和标准流

流

我们程序的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备获取数据，不同的外部设备的输入输出操作各不相同，为了方便程序员对各种设备进行方便的操作，我们抽象出了流的概念，我们可以把流想象成流淌着字符的河。

C程序针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都是通过流操作的。

一般情况下，我们要想向流里写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。

标准流

那为什么我们从键盘输入数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流呢？

那是因为C语言程序在启动的时候，默认打开了3个流：

stdin - 标准输入流，在大多数的环境中从键盘输入，scanf函数就是从标准输入流中读取数据。（键盘 ---> 标准输入设备）

stdout - 标准输出流，大多数的环境中输出至显显示器界面，printf函数就是将信息输出到标准输出流中。（屏幕 ---> 标准输出设备）

stderr - 标准错误流，大多数环境中输出到显示器界面

这是默认打开了这三个流，我们使用scanf、printf等函数就可以直接进行输入输出操作的。

stdin、stdout、stderr 三个流的类型是： FILE* ，通常称为 文件指针。

C语言中，就是通过 FILE* 的文件指针来维护流的各种操作的。

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。该结构体类型是由系统声明的，取名FILE.

下图可以很直观的理解FILE类型的结构体和文件读取时的关系：

例如，VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型申明：

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间接找到与它关联的文件。

比如：

文件操作——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。（打开失败返回空指针）

ANSIC 规定使用 fopen 函数来打开文件， fclose 来关闭文件。

fopen（打开文件函数）

使用fopen要包含头文件 <stdio.h>

FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );

filename：文件名

mode：打开方式

filename接收的文件名可以是相对路径，也可以是绝对路径

相对路径和绝对路径的区别（Linux）

绝对路径（Absolute Path）：从根目录（/）开始的完整路径，不依赖当前工作目录。例如，/home/user/documents 是documents文件夹的绝对路径。

相对路径（Relative Path）：不以根目录开始的路径，相对于当前工作目录。例如，如果当前工作目录是/home/user，要访问同一目录下的documents文件夹，只需输入./documents（.代表当前目录）或者直接输入documents。

相对路径

此时text.txt是文件的相对路径：

FILE* pf = fopen("text.txt", "w");

绝对路径

我们可以看到text.text是在 D:\code\比特C语言112期\test_c_code\2024_4_4\2024_4_4的文件夹中，所以我们用绝对路径打开text.txt是以这种形式：

FILE* pf = fopen("D:\\code\\比特C语言112期\\test_c_code\\2024_4_4\\2024_4_4\\text.txt", "w");

注意：之所以我们用 \\ 是为了防止 \ 和后面的字符搭配变成转义字符

mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式：

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