C语言文件操作

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文章标签： c语言开发语言

于 2025-03-15 17:04:12 首次发布

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一、文件的打开和关闭

文件打开

fopen是 C 语言标准库中的一个非常重要的函数，用于打开文件。

//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );

文件打开参数

filename：

这是一个指向以空字符结尾的字符串的指针，该字符串指定了要打开的文件的名称。可以是相对路径或绝对路径。例如："example.txt" 表示当前目录下的 example.txt 文件；"/home/user/documents/report.txt" 则是一个绝对路径。

mode：

这也是一个指向以空字符结尾的字符串的指针，用于指定文件的打开模式。常见的打开模式如下：
- "r"：以只读模式打开文件。文件必须存在，否则打开失败。
- "w"：以写入模式打开文件。如果文件不存在，则创建该文件；如果文件已存在，则清空文件内容。
- "a"：以追加模式打开文件。如果文件不存在，则创建该文件；如果文件已存在，则在文件末尾追加数据。
- "r+"：以读写模式打开文件。文件必须存在。
- "w+"：以读写模式打开文件。如果文件不存在，则创建该文件；如果文件已存在，则清空文件内容。
- "a+"：以读写模式打开文件。如果文件不存在，则创建该文件；如果文件已存在，则在文件末尾追加数返回值

返回值

如果文件成功打开，fopen 函数返回一个指向 FILE 类型对象的指针，该对象包含了文件的相关信息，后续可以使用这个指针进行文件的读写操作。
如果文件打开失败，fopen 函数返回 NULL。可以通过检查返回值是否为 NULL 来判断文件是否成功打开。

在 C 语言里，int fclose ( FILE * stream );是一个标准库函数，其作用是关闭指定的文件流。

文件关闭

文件关闭参数

stream：

这是一个指向FILE对象的指针，此对象代表着要关闭的文件流。FILE对象是在使用fopen函数打开文件时创建的。

返回值

若文件流成功关闭，函数会返回 0。
若在关闭过程中出现错误，函数将返回EOF（通常为 -1）。

注意事项

关闭文件流之后，就不能再使用该文件流指针进行读写操作，不然会产生未定义行为。
为了防止资源泄漏，在使用完文件流之后，一定要调用fclose函数将其关闭。
若在程序中打开了多个文件流，需要分别调用fclose函数将它们关闭。

二、文件和标准输入输出流操作

1.字符输入函数 `fgetc`

int fgetc(FILE *stream);

参数说明

stream：这是一个指向 FILE 类型对象的指针，代表着要进行读取操作的输入流。这个输入流既可以是通过 fopen 函数打开的文件流，也可以是标准输入流 stdin（用于从键盘读取字符）。

返回值

成功读取：函数会返回读取到的字符，以 int 类型表示。虽然返回的是字符，但使用 int 类型是为了能够表示文件结束符 EOF（通常定义为 -1）。
到达文件末尾：当读取到文件的末尾时，函数会返回 EOF。
发生错误：如果在读取过程中发生错误，同样会返回 EOF。可以通过调用 ferror 函数来区分是到达文件末尾还是发生了错误。

功能说明

fgetc 函数的核心功能是从指定的输入流中读取一个字符，并将文件指针移动到下一个字符的位置。每调用一次 fgetc 函数，就会从输入流中读取一个字符，直到遇到文件结束符或者发生错误。

2.字符输出函数 `fputc`

int fputc(int character, FILE *stream);

参数说明

character：这是要写入输出流的字符。尽管参数类型为 int，但实际上是把该 int 类型值所对应的字符写入输出流。在传入时，可直接传入字符常量（如 'A'），也可以传入字符对应的 ASCII 码值。
stream：指向 FILE 对象的指针，代表着要进行写入操作的输出流。该输出流可以是文件流（通过 fopen 函数打开文件得到），也可以是标准输出流 stdout（即向屏幕输出字符）。

返回值

成功写入：函数返回写入的字符（以 int 类型表示）。
发生错误：若在写入过程中出现错误，函数返回 EOF（通常为 -1）。

功能说明

fputc 函数的主要功能是把指定的字符写入到给定的输出流中，并且会将文件指针移动到下一个写入位置。每调用一次 fputc 函数，就会向输出流写入一个字符。

3.文本行输入函数 `fgets`

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

参数说明

str：这是一个 char 类型的指针，指向用于存储读取到的字符串的字符数组。调用者需要确保该数组有足够的空间来存放读取的内容，包含字符串结束符 '\0'。
num：为 int 类型的整数，它规定了最多读取的字符数量。fgets 函数最多会读取 num - 1 个字符，然后在字符串末尾添加 '\0' 以构成一个完整的字符串。这么做是为了避免缓冲区溢出，确保不会超出 str 所指向数组的边界。
stream：是 FILE 类型的指针，指向代表要读取数据的输入流的 FILE 对象。该输入流可以是文件流（通过 fopen 函数打开文件得到），也可以是标准输入流 stdin（即从键盘读取数据）。

返回值

功能：从指定的输入流 stream 中读取一行字符，最多读取 num - 1 个字符，然后在字符串末尾添加 '\0' 使其成为一个字符串。该流可以是文件流，也可以是标准输入流 stdin。
返回值：成功时返回指向 str 的指针，到达文件末尾或发生错误时返回 NULL。

功能说明

fgets 函数会从指定的输入流中读取字符，直到满足以下条件之一：

读取了 num - 1 个字符。
遇到换行符 '\n'。此时，换行符也会被读取到字符串中。
遇到文件结束符（EOF）。

4.文本行输出函数 `fputs`

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

参数说明

str：这是一个指向以 '\0' 结尾的字符串的指针。该字符串就是要写入到输出流中的内容。
stream：指向 FILE 类型对象的指针，代表要进行写入操作的输出流。它既可以是通过 fopen 函数打开的文件流，也可以是标准输出流 stdout（用于向屏幕输出）。

返回值

成功写入：如果字符串成功写入到输出流，fputs 函数返回一个非负整数。
发生错误：若在写入过程中出现错误，函数返回 EOF（通常定义为 -1）。

功能说明

fputs 函数会将 str 所指向的字符串写入到指定的输出流中，但不会自动添加换行符。也就是说，它只会写入字符串本身，直到遇到字符串结束符 '\0' 为止。

5.格式化输入函数 `fscanf`

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

参数说明

stream：这是一个指向 FILE 类型对象的指针，代表要从中读取数据的输入流。输入流可以是文件流（通过 fopen 函数打开文件得到），也可以是标准输入流 stdin（用于从键盘读取数据）。
format：是一个格式控制字符串，它规定了输入数据的格式。format 字符串中可以包含普通字符和格式说明符。普通字符必须与输入流中的字符严格匹配，而格式说明符用于指定读取的数据类型，常见的格式说明符有：
- %d：读取十进制整数。
- %f：读取浮点数。
- %s：读取字符串（遇到空白字符停止）。
- %c：读取单个字符。
...：这是可变参数列表，用于接收从输入流中读取的数据。参数的数量和类型要与 format 字符串中的格式说明符一一对应，并且每个参数都应该是一个变量的地址（即指针），这样 fscanf 才能将读取的数据存储到这些变量中。
成功匹配并赋值的输入项数量。
如果在读取过程中遇到文件结束符（EOF），则返回 EOF。
如果发生读取错误，也会返回一个小于预期匹配项数量的值。

返回值

成功匹配并赋值的输入项数量：fscanf 函数会返回成功匹配并赋值的输入项的数量。例如，如果 format 字符串中有三个格式说明符，且都成功匹配并赋值给相应的变量，那么 fscanf 会返回 3。
EOF：如果在读取过程中遇到文件结束符（EOF），或者发生读取错误，fscanf 会返回 EOF（通常定义为 -1）。

功能说明

fscanf 函数从指定的输入流中读取数据，根据 format 字符串中的格式说明符对数据进行解析，并将解析后的数据存储到可变参数列表指定的变量中。它会跳过输入流中的空白字符（如空格、制表符、换行符等），直到遇到匹配 format 字符串的内容。

6.格式化输出函数 `fprintf`

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

参数说明

stream：这是一个指向 FILE 类型对象的指针，代表着要进行写入操作的输出流。该输出流可以是通过 fopen 函数打开的文件流，也可以是标准输出流 stdout（即向屏幕输出数据）或者标准错误流 stderr（用于输出错误信息）。
format：这是格式控制字符串，它规定了输出数据的格式。format 字符串里可以包含普通字符和格式说明符。普通字符会原样输出，而格式说明符则用于指定要输出的数据的类型和格式，常见的格式说明符有：
- %d：用于输出十进制整数。
- %f：用于输出浮点数。
- %s：用于输出字符串。
- %c：用于输出单个字符。
...：这是可变参数列表，包含了要按照 format 字符串指定的格式输出的数据。参数的数量和类型要与 format 字符串中的格式说明符一一对应。

功能说明

fprintf 函数会依据 format 字符串的格式要求，将可变参数列表中的数据格式化后写入到指定的输出流中。它可以将不同类型的数据以特定的格式组合成一个字符串，并输出到文件或屏幕等输出流。

返回值

成功写入的字符数量：若数据成功写入输出流，fprintf 函数会返回实际写入的字符数量。
负值：若在写入过程中发生错误，函数会返回一个负值。

7.二进制写入函数 `fwrite`

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

参数说明

ptr：这是一个指向用于存储读取数据的内存块的指针。该内存块的大小必须足够容纳要读取的数据。通常，它是一个数组或动态分配的内存空间。
size：每个数据项的大小（以字节为单位）。例如，如果你要读取整数，size 可以设置为 sizeof(int)；如果读取字符，size 则为 sizeof(char)。
count：要读取的数据项的数量。fread 函数会尝试读取 count 个大小为 size 字节的数据项。
stream：指向 FILE 类型对象的指针，代表要从中读取数据的文件流。该文件流通常是通过 fopen 函数以二进制读取模式（如 "rb"）打开文件得到的。

返回值

成功读取的数据项数量：fread 函数返回实际成功读取的数据项数量。这个数量可能小于 count，原因可能是到达文件末尾或者在读取过程中发生错误。
若在读取开始前就遇到文件末尾或发生错误：返回 0。

功能说明

fread 函数的主要功能是从指定的文件流中读取二进制数据，并将其存储到 ptr 所指向的内存块中。它会尝试读取 count 个大小为 size 字节的数据项，但实际读取的数量可能会因为文件结束或错误而少于 count。

8.二进制读取函数 `fread`

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

参数说明

ptr：这是一个指向要写入数据的内存块的指针。该内存块里存储着准备写入文件的数据。
size：每个数据项的大小（以字节为单位）。比如，若要写入整数，size 可以设为 sizeof(int)；若写入字符，size 则为 sizeof(char)。
count：要写入的数据项的数量。fwrite 函数会尝试把 count 个大小为 size 字节的数据项写入文件。
stream：指向 FILE 类型对象的指针，代表要写入数据的文件流。该文件流通常是通过 fopen 函数以二进制写入模式（如 "wb"）打开文件得到的。

返回值

成功写入的数据项数量：fwrite 函数返回实际成功写入的数据项数量。这个数量可能小于 count，这可能是因为写入过程中发生了错误。
若在写入开始前就发生错误：返回 0。

功能说明

fwrite 函数的主要功能是把 ptr 所指向的内存块中的二进制数据写入到指定的文件流中。它会尝试写入 count 个大小为 size 字节的数据项，但实际写入的数量可能会因错误而少于 count。

注意事项

在使用文件操作函数时，要先使用 fopen 打开文件，并检查返回值是否为 NULL，以确保文件成功打开。
完成文件操作后，使用 fclose 关闭文件，防止资源泄漏。
二进制文件操作时，要使用 "rb" 或 "wb" 模式打开文件。

三、调整文件指针

`1.fseek` 函数：

fseek 函数的主要功能是调整文件指针的位置

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

参数

stream：指向 FILE 对象的指针，此对象代表着要操作的文件流。该文件流是通过 fopen 函数打开文件后得到的。
offset：这是一个长整型数值，它表示相对于 whence 指定位置的偏移量，单位为字节。正数代表向文件末尾方向偏移，负数代表向文件开头方向偏移。
whence：它规定了偏移的起始位置，其取值有以下三种：
- SEEK_SET：代表文件的起始位置。
- SEEK_CUR：代表文件指针当前的位置。
- SEEK_END：代表文件的末尾位置。

返回值

若文件指针位置调整成功，函数返回 0。
若出现错误，函数返回非零值。

功能说明

fseek 函数的作用是把文件指针移动到指定的位置，这样就能在文件的任意位置进行读写操作，这在处理需要随机访问的文件时非常有用。

2.ftell函数：

ftell函数能够帮助你获取文件指针在文件流里的当前位置

long int ftell(FILE *stream);

参数

stream：指向 FILE 对象的指针，该对象代表你要操作的文件流。这个文件流通常是通过 fopen 函数打开文件后得到的。

返回值

若操作成功，ftell 会返回当前文件指针相对于文件开头的偏移量，单位是字节。返回值类型为 long int。
若操作过程中出现错误，函数会返回 -1L，并且会设置 errno 来表明具体的错误类型。

功能说明

ftell 函数的主要功能是返回文件指针当前所在的位置，也就是从文件开头到当前位置的字节数。这在需要记录文件读取或写入位置，或者进行文件的随机访问时非常有用。例如，你可以结合 fseek 函数，先使用 ftell 记录当前位置，然后移动文件指针进行其他操作，最后再用 fseek 回到之前记录的位置。