【C】⽂件操作

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)

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. 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。(数据文件一般后缀为.txt
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。

③.⽂件名

⼀个⽂件要有⼀个唯⼀的⽂件标识,以便⽤⼾识别和引⽤。
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
为了⽅便起⻅,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,就是⼆进制⽂件。(数据文件 text.txt文件为二进制文件
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:
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10000;
FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
 fwrite(&a, 4, 1, pf);//⼆进制的形式写到⽂件中
 fclose(pf);
 pf = NULL;
 return 0;
}

                                                VS上打开⼆进制⽂件的⽅法

4. ⽂件的打开和关闭

1.流和标准流

①. 

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

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。

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:

一、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:
注意:“w”会把已有的文件内容清空

实例代码:
/* fopen fclose example */
#include <stdio.h>
int main ()
{
 FILE * pFile;
 //打开⽂件
 pFile = fopen ("myfile.txt","w");
 //⽂件操作
 if (pFile!=NULL)
 {
 fputs ("fopen example",pFile);
 //关闭⽂件
 fclose (pFile);
 }
 return 0;
}

用“w”,没有文件会重新建立一个新文件,
指定文件不存在,用"r"会有报错信息
.表示当前目录
..表示上一级路径
同时,我们也要分清楚

二、⽂件的顺序读写

顺序读写函数介绍

①. fputc(字符输出函数)

我们在文件内写入abcd

我们再试试在文件里写入26个字母(在“文件流”里写入)

也可以改成在标准流里写入

②.fgetc(字符输入函数)

“文件流”读文件

*练习:写一个代码,完成将data1.txt文件的内容,拷贝一份生成data2.txt文件//文件拷贝

//写一个代码,完成将data1.txt文件的内容,拷贝一份生成data2.txt文件
//文件拷贝

//1.从data1.txt中读取数据
//2.写到data2.txt的文件中

int main()
{
	FILE* pfread = fopen("data1.txt", "r");
	if (pfread == NULL)
	{
		perror("fopen->data1.txt");
		return 1;
	}
	FILE* pfwrite = fopen("data2.txt", "w");
	if (pfwrite == NULL)
	{
		fclose(pfread);
		pfread = NULL;
		perror("fopen->data2.txt");
		return 1;
	}
	//数据的读写(拷贝)
	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pfread)) != EOF)
	{
		fputc(ch, pfwrite);
	}


	fclose(pfread);
	fclose(pfwrite);

	return 0;
}

读取失败会返回EOF

③.fputs(文本行输出函数)

④.fgets(文本行输入函数)

未读取的时候

读取num个字符,看监控

我们读和写都用“标准流来试一试

⑤.fprintf(格式化输出函数)

我们打印到“文件流”里

⑥.fscanf(格式化输入函数)

scanf约束小数位数,vs会报错

⑦.fwrite(二进制输入)

二进制的形式“文件流”写入

对比一下fprintf和fwrite写入

⑧.fread(二进制输入)

二进制写入不耽误二进制读

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