C语言学习笔记（17）文件操作1

Posted 2021-08-26 小倪同学 -_-

文章目录

• 一.为什么使用文件
• 二.什么是文件
• 三.文件的打开和关闭
• • 文件指针
  • 文件的打开和关闭
• 四.文件的顺序读写
• • 什么是流
  • fgetc，fputc
  • fgets,fputs
  • fscanf,fprintf
  • fread,fwrite
  • 对比一组函数

一.为什么使用文件

我们运行程序时，数据是存放在内存中，当程序退出的时候，数据自然就不存在了，等下次运行程序的时候，数据又得重新录入。

我们在想既然想把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。

二.什么是文件

磁盘上的文件是文件。
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(从文件功能的角度来分类的)。

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.exe)。

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。

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。

三.文件的打开和关闭

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 ，该结构体类型是有系统声明的，取名FILE。

例，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;

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。

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);

打开方式如下

例

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	//打开test.txt文件，如果没有就会报错
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	//打开test.txt文件，如果没有就会新建一个test.txt文件
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	//...
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

四.文件的顺序读写

什么是流

流是一个高度抽象的概念。C程序只要运行起来，就会默认打开三个流：

1. stdin：标准输入流 - 键盘。
2. stdout：标准输出流 - 屏幕
3. stderr：标准错误流 - 屏幕

int main()
{
	//从标准输出流里输入数据
	fputc('b', stdout);
	fputc('i', stdout);
	fputc('t', stdout);
	
	//从标准输入流里读取数据
	int ret = fgetc(stdin);
	printf("%c\\n", ret);
	ret = fgetc(stdin);
	printf("%c\\n", ret);
	ret = fgetc(stdin);
	printf("%c\\n", ret);
	return 0;
}

fgetc，fputc

返回指定流的内部文件位置指示符当前指向的字符。然后，内部文件位置指示器前进到下一个字符。

向流中写入字符并前进位置指示器。字符被写在流的内部位置指示器所指示的位置，然后自动前进一个。

#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf1 = fopen("FirstFile.txt", "w");
	if (pf1 == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 0;
	}
	//从标准输出流里输入数据
	fputc('h', pf1);
	fputc('e', pf1);
	fputc('h', pf1);
	fputc('e', pf1);
	fclose(pf1);
	pf1 = NULL;
	//从标准输入流里读取数据
	FILE* pf2 = fopen("FirstFile.txt", "r");
	int ret = fgetc(pf2);
	printf("%c", ret);
	ret = fgetc(pf2);
	printf("%c", ret);
	ret = fgetc(pf2);
	printf("%c", ret);
	ret = fgetc(pf2);
	printf("%c", ret);
	//关闭文件 
	return 0;
}

fgets,fputs

从流中读取字符，并将其作为C字符串存储到str中，直到读取了（num-1）个字符或到达换行符或文件结尾，以先发生的为准。

换行符使fgets停止读取，但它被函数视为有效字符并包含在复制到str的字符串中。在复制到str的字符之后自动附加一个终止的空字符。

将str指向的C字符串写入流。

函数开始从指定的地址（str）复制，直到到达终止的空字符（’\\0’）。此终止空字符不会复制到流中。

#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf1 = fopen("FirstFile.txt", "w");
	if (pf1 == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件 - 一次写一组字符串 (如果需要写多行的话需要用\\n)
	fputs("helloworld\\n", pf1);
	fputs("hello bit\\n", pf1);
	//关闭文件 
	fclose(pf1);
	pf1 = NULL;

	char arr[20] = { 0 };//用于存储读出的数据
	FILE* pf2 = fopen("FirstFile.txt", "r");
	if (pf2 == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读取一组字符串
	fgets(arr, 20, pf2);
	printf("%s", arr);
	fgets(arr, 20, pf2);
	printf("%s", arr);
	//关闭文件 
	fclose(pf2);
	pf2 = NULL;
	return 0;
}

fscanf,fprintf

从流中读取数据，并根据参数格式将其存储到附加参数所指向的位置。

附加参数应指向已分配的对象，这些对象的类型由格式字符串中相应的格式说明符指定。

将格式指向的C字符串写入流。如果format包含格式说明符（以%开头的子序列），则format后面的附加参数将被格式化并插入结果字符串中，以替换它们各自的说明符。

#include<stdio.h>
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = { "abcdef", 10, 5.5f };
	FILE* pf1 = fopen("FirstFile.txt", "w");
	if (pf1 == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//将结构体格式化的数据写入文件
	fprintf(pf1, "%s %d %f", s.arr, s.num, s.sc);
	//关闭文件 
	fclose(pf1);
	pf1 = NULL;

	struct S temp = { 0 };//用于存储读出的数据 
	FILE* pf2 = fopen("FirstFile.txt", "r");
	if (pf2 == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//再把数据从文件中读到结构体中
	fscanf(pf2, "%s %d %f", temp.arr, &(temp.num), &(temp.sc));
	//打印
	printf("%s %d %f\\n", temp.arr, temp.num, temp.sc);
	//关闭文件 
	fclose(pf2);
	pf2 = NULL;
	return 0;
}

fread,fwrite

从流中读取count元素的数组，每个元素的大小为大小字节，并将它们存储在ptr指定的内存块中。

从ptr指向的内存块向流中的当前位置写入count元素数组，每个元素的大小为size字节。

//二进制的读写
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = { "abcde", 10, 5.5f };
	//二进制的形式写
	FILE*pf = fopen("test.dat", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

//fread读取
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = {0};
	//二进制的形式读
	FILE*pf = fopen("test.dat", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件
	fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);

	printf("%s %d %f\\n", s.arr, s.num, s.sc);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

以二进制写入的文件

打印的二进制文件

对比一组函数

scanf —— 针对标准输入的格式化的输入语句 - stdin
fscanf —— 针对所有输入流的格式化的输入语句 - stdin/文件
sscanf —— 从一个字符串中读取一个格式化的数据

printf —— 针对标准输出的格式化输出语句 - stdout
fprintf —— 针对所有输出流的格式化输出语句 - stdout/文件
sprintf —— 把一个格式化数据转换成字符串

struct S
{
	char arr[10];
	int age;
	float f;
};

int main()
{
	struct S s = { "hello", 20, 5.5f };
	struct S tmp = { 0 };

	char buf[100] = {0};
	//sprintf 把一个格式化的数据，转换成字符串
	sprintf(buf, "%s %d %f", s.arr, s.age, s.f);
	printf("%s\\n", buf);

	//从buf字符串中还原出一个结构体数据
	sscanf(buf, "%s %d %f", tmp.arr, &(tmp.age), &(tmp.f));
	printf("%s %d %f\\n", tmp.arr, tmp.age, tmp.f);

	return 0;
}