C语言的文件操作及相关的函数使用

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一、什么是文件

1.1程序文件

1.2数据文件

1.3文件名

二、文件的打开和关闭

2.1文件指针

2.2文件的打开和关闭

三、文件的顺序读写

四、文件的随机读写

4.1fseek

4.2ftell

4.3rewind

五、文本文件和二进制文件

六、文件读取结束的判断

6.1被错误使用的feof

七、文件缓冲区

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一、什么是文件

磁盘上的文件是文件，在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件和数据文件。

1.1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.ext）。

1.2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。

1.3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:\Users\Administrator\Desktop

为了方便起见，文件标识常被称为文件名

二、文件的打开和关闭

2.1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。该结构体类型是由系统声明的，取名FILE .

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

struct _iobuf {

       char *_ptr;

       int   _cnt;

       char *_base;

       int   _flag;

       int   _file;

       int   _charbuf;

       int   _bufsiz;

       char *_tmpfname;

      };

typedef struct _iobuf FILE;

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，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。

 

2.2文件的打开和关闭

文件在读之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件

//打开文件

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

//关闭文件

int fclose(FILE* stream);

打开方式：

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）	为了输入数据，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，下文件尾进行读和写	建立一个新的文件

三、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（返回实际读到的有效元素的个数）	文件
二进制输出	fwrite	文件

fgetc：

遇到文件末尾，返回EOF，同时设置一个状态，遇到文件末尾了，使用feof来检测这个状态；

遇到错误，返回EOF，同时设置一个状态，遇到了错误，用ferror来检测这个状态。

读写文件的时候：文件流

终端设备        ——        屏幕：标准输出流 stdout

                       ——        键盘：标准输入流 stdin

                       ——        屏幕：标准错误流 stderr

对比一组函数：

scanf/fscanf/sscanf

printf/fprintf/sprintf

scanf和printf是针对标准输入、输出流的格式化输入、输出语句；

fscanf和fprintf是针对所有输入、输出流的格式化输入、输出语句；

sscanf是从字符串中读取格式化的数据；

sprintf将格式化的数据转换成字符串

四、文件的随机读写

4.1fseek

//根据文件指针的位置和偏移量来定义文件指针

int fseek (FILE* stream, long int offset, int origin);

//test.txt中的内容是abcdefg
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//使用
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//b
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//c
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//d
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//e

	fseek(pf, -4, SEEK_CUR);
	//fseek(pf, 1, SEEK_SET);//这两条语句用哪个也可以

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//b

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

4.2ftell

//返回文件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell(FILE* stream);

//test.txt中的内容是abcdefg
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//使用
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//b
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//c
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//d

	long int ret = ftell(pf);
	printf("%d\n", ret);//相对于起始位置的偏移量

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

4.3rewind

//让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind(FILE* stream);

//test.txt中的内容是abcdefg
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//使用
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//b
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//c
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//d

	long int ret = ftell(pf);
	printf("%d\n", ret);//相对于起始位置的偏移量，现在的偏移量是4

	rewind(pf);//让文件指针的位置回到文件的起始位置
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c ", ch);//b
	ret = ftell(pf);
	printf("%d ", ret);//相对于起始位置的偏移量，现在的偏移量是2

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

五、文本文件和二进制文件

根据数据的组织形式，数据文件被称为文本文件或者二进制文件。

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。

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。

例如：以二进制类型将整数10000写入文件

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//使用
	int a = 10000;
	fwrite(&a, 4, 1, pf);

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

六、文件读取结束的判断

6.1被错误使用的feof

在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接用来判断文件是否结束，而是应用于当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇到文件尾结束。

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）

• 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。

• fread判断返回值是否小于实际要读的个数

feof          ——        设置了与流关联的文件结束指示符，则返回非零值，否则，返回零

ferror        ——        如果设置了与流关联的错误指示器，则返回非零值，否则，返回零

七、文件缓冲区

//VS2013 WIN10环境测试
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test3.txt", "w");
	fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区
	printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt文件，发现文件没有内容\n");
	Sleep(10000);
	printf("刷新缓冲区\n");
	fflush(pf);//刷新缓冲区时，才将输出缓冲区的数据写到文件（磁盘）
	//注：fflush 在高版本的VS上不能使用了
	printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt文件，文件有内容了\n");
	Sleep(10000);
	fclose(pf);
	//注：fclose在关闭文件的时候，也会刷新缓冲区
	pf = NULL;
	return 0;
}

结论：因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。

练习：将一个文件的内容拷贝到另一个文件中：

int main()
{
	//打开要读的文件
	FILE* pfRead = fopen("test1.txt", "r");
	if (NULL == pfRead)
	{
		perror("fopen test1");
		return 1;
	}
	//打开要被写入的文件
	FILE* pfWrite = fopen("test2.txt", "w");
	if (NULL == pfWrite)
	{
		fclose(pfRead);
		pfRead = NULL;
		perror("fopen test2");
		return 1;
	}
	//拷贝
	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pfRead)) != EOF)
	{
		fputc(ch, pfWrite);
	}

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