C语言从入门到实战————文件操作

慈云数据 2024-04-09 技术支持 61 0

目录

前言

1. 为什么使用文件? 

2. 什么是文件? 

2.1 程序文件 

2.2 数据文件 

2.3 文件名 

3. ⼆进制文件和文本文件? 

4. 文件的打开和关闭

4.1 流和标准流

4.1.1 流

4.1.2 标准流 

4.2 文件指针

4.3 文件的打开和关闭 

5. 文件的顺序读写

5.1 fputc()

5.2 fgetc()

5.3 fputs()

5.4 fgets()

5.6 fprintf()

5.6 fscanf()

5.7 fwrite()

5.8 fread() 

6.对比一组函数: 

7. 文件的随机读写 

7.1 fseek

7.2 ftell 

7.3 rewind 

8. 文件读取结束的判定 

8.1 被错误使用的 feof 

8.2 ferror

9. 文件缓冲区 


前言

在C语言中,文件操作是指对文件进行读写和管理的一系列活动。这些操作是通过C标准库中的文件处理函数来实现的,使得程序员能够创建、打开、关闭、读取和写入文件。

计算机程序设计中,文件是存储在外部介质(如硬盘、SSD、USB驱动器等)上的数据的集合。C语言提供了一套丰富的文件操作接口,允许程序员以多种方式与这些文件交互。无论是文本文件还是二进制文件,C语言的文件操作函数都为数据的持久化存储和信息的交换提供了基础支持。 

文件操作的核心目的是实现以下基本功能:

  1. 创建新文件:可以在文件系统中创建新的文件实体。
  2. 写入数据:可以将数据写入到文件中,以保存信息。
  3. 读取数据:可以从文件中读取以前保存的数据。
  4. 文件管理:可以对文件进行重命名、删除、移动和其他管理操作。

为了实现这些功能,C语言定义了一组标准的库函数,这些函数在stdio.h头文件中声明。以下是一些常用的文件操作函数: 

  • fopen:打开一个文件,并返回一个文件指针用于后续的文件操作。
  • fclose:关闭一个已打开的文件,释放相关资源。
  • fgetc、fputc:分别用于从文件中读取单个字符和向文件中写入单个字符。
  • fgets、fputs:分别用于从文件中读取一行字符串和向文件中写入一行字符串。
  • fread、fwrite:用于以二进制形式高效地读取和写入数据块。
  • fseek、ftell:用于在文件中移动文件指针的位置和获取当前位置。
  • rewind:将文件指针重置到文件的开头。
  • remove:删除一个文件。

    使用这些函数时,程序员需要了解文件的操作模式,如只读、只写、读写更新等。此外,还需要处理可能出现的错误,如文件不存在、权限不足、磁盘空间不足等情况。

    在编写涉及文件操作的C语言程序时,应当遵循良好的编程实践,包括检查函数调用的返回值以确保操作成功,以及在使用完毕后正确关闭文件。这些细节对于确保数据的完整性和程序的健壮性至关重要。 

    总之,C语言的文件操作是系统编程和应用程序开发中不可或缺的一部分,它为数据的持久存储和程序间通信提供了强有力的支持。通过掌握C语言的文件操作,程序员可以有效地管理和处理存储在外部介质上的数据 。


    正文开始 

    1. 为什么使用文件? 

    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,如果要将数据进行持久化的保存,我们可以使用文件。

    2. 什么是文件? 

    磁盘(硬盘)上的文件是文件。 

    但是在程序设计中,我们⼀般谈的文件有两种:程序文件、数据文件(从文件功能的⻆度来分类 的)。 

    2.1 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)。 

    2.2 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。 

    本章讨论的是数据⽂件 

    在以前各章所处理数据的输⼊输出都是以终端为对象的,即从终端的键盘输⼊数据,运行结果显⽰到 显示器上。 

    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。

    2.3 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:\code\test.txt 

    为了⽅便起见,文件标识常被称为文件名。 

    3. 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的⽂件中,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。 

    ⼀个数据在⽂件中是怎么存储的呢? 

    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: 

    //2.文件的测试代码,将数字以二进制的形式存进txt文件中
    int main()
    {
    	int a = 10000;
    	//打开文件
    	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
    	//写文件
    	fwrite(&a, sizeof(a), 1, pf);
    	//关闭文件
    	fclose(pf);
    	pf = NULL;
    	return 0;
    }

    4. 文件的打开和关闭

    4.1 流和标准流

    4.1.1 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。

    4.1.2 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。
    • stdout - 标准输出流,⼤多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯,printf函数就是将信息输出到标准输出 流中。
    • 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。 

      4.2 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,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:

       

      4.3 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。 

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

      mode表示文件的打开模式,下面都是文件的打开模式:

      int main()
      {
      	FILE* pf = fopen("myfile.txt", "w");
      	if (pf == NULL)
      	{
      		perror("fopen");
      	}
      	fputs("fopen example", pf);
      	fclose(pf);
      	pf = NULL;
      	return 0;
      }

      5. 文件的顺序读写

       

      5.1 fputc()

       int fputc( int c, FILE *stream ); //向文件写入字符
      • int c:要写入的字符,以整数形式表示。
      • FILE *stream:指向要写入的文件流的指针。

        fputc函数的返回值,如果没有发生错误,它将返回被写入的字符的整数值,通常是其ASCII码值。如果发生错误,则返回EOF(通常是-1),并设置错误标识符。

        下面将展示一个列子,演示如何使用fputc()函数: 

        //2.讲a-z字符挨个写入文件
        int main()
        {
        	FILE* pf = fopen("myfile.txt", "w");
        	if (pf == NULL)
        	{
        		perror("fopen");
        		return 1;
        	}
        	for (int i = 'a'; i 
微信扫一扫加客服

微信扫一扫加客服

点击启动AI问答
Draggable Icon