c语言 -文件操作-详解

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？

测试

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

4.3.1熟悉了解⽂件的打开模式

4.3.2简单实现文件的打开和关闭

5.文件的读写

5.1文件的读写函数介绍

5.2使用fgetc 和 fputc 文件读写函数实现文本数据的拷贝

5.2.1fputc函数

5.2.2fgetc函数

5.2.3拷贝实现

5.3fputs和fgets函数

5.3.1字符串写入文件函数 fputs

5.3.2 从文件中读取字符串 fgets函数

5.4fscanf和fprintf函数

5.4.1fprintf函数（写入)

5.4.2fscanf函数(读取)

5.5二进制的输入输出函数

5.5.1 fwrite二进制写入函数

5.5.2 fread二进制写入函数

5.6对比两组函数

编辑

sprintf

sscanf

6.文件的随机读写

6.1 fseek

栗子：

6.2 ftell

6.3 rewind

7. ⽂件读取结束的判定

(1) feof 函数

(2) ferror 函数

栗子

8. ⽂件缓冲区

栗子

结论

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。

举个栗子，比如我们写一个通讯录的时候，当你录入了很多信息，但当你关闭了，重新运行，数据就全没了，这个时候用到文件可以保存上次输入的数据到文件中，再次运行，数据从文件中读取，数据就可以实现持久化的保存。

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）。

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。

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

//文件操作，简单实现存入二进制
int a = 10000;
//wb 输出数据，打开一个二进制文件，如果不存在那么创建一个新的文件
FILE* pf = fopen("tect.txt", "wb"); //这是相对路径，放在本目录下。
//也可以写一个自己想放的位置，比如放在桌面，这是绝对路径
//FILE* pf = fopen("C:\\Users\\11446\\Desktop\\data.txt", "wb");

//fread / fwrite 函数 既可以操作 二进制文件, 又可以操作 文本文件
fwrite(&a, 4, 1,pf);
fclose(pf);//关闭文件
pf = NULL; //让文件指针指向空

右键项目，选择在文件中的位置，就可以找到生成的txt文件了，但是打开他是乱码的，因为txt只能看文本文件，而这里是二进制文件。

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同流操作的。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。

大概就是不同的设备输入输出，都是不同的，所以要用到流作为中间商来执行他们。

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。 • stdout - 标准输出流，⼤多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯。 • 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;

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。

4.3.1熟悉了解⽂件的打开模式

4.3.2简单实现文件的打开和关闭

#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;
}

5.文件的读写

5.1文件的读写函数介绍

具体要了解可以来大佬写的文件读写函数讲解这里学习

文件读写函数的讲解

5.2使用fgetc 和 fputc 文件读写函数实现文本数据的拷贝

5.2.1fputc函数

fputc函数的原型如下：
    int fputc( int c, FILE *fp );
 
参数说明：
    其中，c是要写入的字节，它虽被定义为整型，但只使用最低位的一字节，fp是文件指针。
 
fputc的功能:
    将字节c输出至fp所指向的文件。如果成功，位置指针自动后 
    移1字节的位置，并且返回c；否则返回EOF。

5.2.2fgetc函数

fgetc函数的原型如下:
 
    int fgetc( FILE *fp );
 
参数说明：
    其中fp为文件指针。
 
fgetc的功能:
    从fp所指向的文件中读取一个字节，如果成功则返回读取的字节，位置指针自动后移1字节的位置；否则返回EOF。

5.2.3拷贝实现

//实现拷贝
//先创建两个文件
FILE* pfread = fopen("data.txt", "r");//读取
if (pfread == NULL)
{
	perror("fopen->data.txt");
	return 1;
}

FILE* pfwrite = fopen("data1.txt", "w");
if (pfwrite == NULL)
{
	//关闭上面的
	fclose(pfread);
	pfread = NULL;

	perror("fopen->data1.txt");
	return 1;
}

//拷贝
int ch = 0;
//int ch[]= 0;
//fgetc 字符输⼊函数 所有输⼊,就是相当于printf,取出来使用
while ((ch = fgetc(pfread)) != EOF)//fopen 循环结束条件不是\0;而是EOF
{
	fputc(ch, pfwrite);
}

fclose(pfread);
fclose(pfwrite);

5.3fputs和fgets函数

5.3.1字符串写入文件函数 fputs

fputs函数的原型如下：
 
    int fputs( const char *s, FILE *fp );
 
参数说明：
    其中，s是要写入的字符串，fp是文件指针。
 
fputs的功能：
    将字符串s输出至fp所指向的文件（不含'\0'）。如果成功，位置指针自动后移，函数返回一个非负整数；否则返回EOF。

//fputs写入函数
FILE* pf = fopen("data2.txt", "w"); //w为只写
if (pf == NULL)
{
	perror("pf = null");
	return 1;
}
//写入
fputs("123456\n", pf);//换行这里写，写入时候也是换行
fputs("123456\n", pf);

//关闭
fclose(pf);
pf = NULL;

5.3.2 从文件中读取字符串 fgets函数

fgets函数的原型如下：

char *fgets( char *s， int n， FILE *fp );

参数说明：
其中，s指向待赋值字符串的首地址，n是控制读取个数的参数，fp为文件指针。

fgets的功能：
从位置指针开始读取一行或n-1个字符，并存入s，存储时自动在字符串结尾加上'\0'。如果函数执行成功，位置指针自动后移，
并返回s的值，否则返回NULL。

//fgets 读取文件中字符串函数
FILE* pf = fopen("data2.txt", "r");//只读
if (pf == NULL)
{
	perror("pf = nill");
}
//读
char arr[20] ;
fgets(arr, 10, pf);//第一个参数是存放地址，用来读入数据进数组里面的，第二是读取几个数据,第三是数据源
//关
fclose(pf);
pf = NULL;

5.4fscanf和fprintf函数

5.4.1fprintf函数（写入)

fprintf函数的原型如下：
 
    int fprintf( FILE *fp, const char* format, 输出参数1, 输出参数2… );
 
参数说明:
    其中，fp是文件指针，format为格式控制字符串，输出参数列表为待输出的数据。 
 
fprintf的功能：
    根据指定的格式（format参数）发送数据（输出参数）到文件fp。

#include<stdio.h>
//格式化输入和输出
typedef struct student
{
	char name[20];
	int age;
	char addr[50];
}St;
int main()
{
	St s = {"ax",18,"gx"};

	FILE *pf = fopen("data3.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		return;
	}
	fprintf(pf,"%s %d %s", s.name, s.age, s.addr);
	
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

5.4.2fscanf函数(读取)

fscanf函数的原型如下：
 
    int fscanf( FILE *fp,  const char* format, 地址1，地址2… );
 
函数说明：
    其中，fp是文件指针，format为格式控制字符串，地址列表为输入数据的存放地址。 
 
fscanf的功能：
    根据指定的格式（format参数）从文件fp中读取数据至内存（地址）。

#include<stdio.h>
//格式化输入和输出
typedef struct student
{
	char name[20];
	int age;
	char addr[50];
}St;
int main()
{
	St s = {"ax",18,"gx"};

	FILE *pf = fopen("data3.txt", "r+");
	if (pf == NULL)
	{
		return;
	}
	fscanf(pf, "%s%d%s", s.name, &(s.age), s.addr);
	fprintf(stdout,"%s %d %s", s.name, s.age, s.addr);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

5.5二进制的输入输出函数

5.5.1 fwrite二进制写入函数

fwrite函数的原型如下：
 
    size_t fwrite ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp );
 
参数说明：
    ptr：指向保存读写数据的内存的指针，它可以指向数组、变量、结构体等。
    size：表示每个数据块的字节数。
    count：表示要读写的数据块的块数。
    fp：表示文件指针。
    理论上，每次读写 size*count 个字节的数据。
 
fwrite的功能：
    从内存中的ptr指向的地址开始，将连续n*size字节的内容写入fp文件中。该函数的返回值是实际写入的数据块个数。

#include<stdio.h>
//二进制输入输出
typedef struct student
{
	char name[20];
	int age;
	char addr[50];
}St;
int main()
{
	St s = { "ax",18,"gx" };

	FILE* pf = fopen("data4.txt", "wb");//wb为二进制的输入
	if (pf == NULL)
	{
		return;
	}
	//scanf(pf, "%s%d%s", s.name, &(s.age), s.addr);
	fwrite(&s,sizeof(s),1,pf );

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

5.5.2 fread二进制写入函数

fread函数的原型如下：
 
    size_t fread ( void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp );
//size_t 是在 stddef.h 头文件中使用 typedef 定义的数据类型，表示无符号整数，也即非负数，常用来表示数量。
 
参数说明：
    见fwrite
 
fread的功能：
    从文件fp中，连续读取n*size字节的内容，并存入ptr指向的内存空间。该函数的返回值是实际读入的数据块个数。

#include<stdio.h>
//二进制输入输出
typedef struct student
{
	char name[20];
	int age;
	char addr[50];
}St;
int main()
{
	St s = { 0};

	FILE* pf = fopen("data4.txt", "rb");//rb为二进制的输出
	if (pf == NULL)
	{
		return;
	}
	//scanf(pf, "%s%d%s", s.name, &(s.age), s.addr);
	fread(&s, sizeof(s), 1, pf);
	printf("%s %d %s", s.name, s.age, s.addr);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

5.6对比两组函数

scanf/fscanf/sscanf

printf/fprintf/sprintf

sprintf

用来将格式化的数据，转化成字符串。

#include<stdio.h>
typedef struct ax
{
	char name[20];
	char addr[20];
	int age;
}s;
int main()
{
	//测试sprintf 和sscanf
	s a = { "66","55",12 };
	char arr[100] = { 0 };
	//sprintf 是可以实现将格式化的数据转化成字符串，放到字符串数组中
	sprintf(arr,"%s %s %d", a.name, a.addr, a.age);//
	printf("%s", arr);

	return 0;
}

sscanf

在字符串中读取一个格式化的数据。

#include<stdio.h>
typedef struct ax
{
	char name[20];
	char addr[20];
	int age;
}s;
int main()
{

    s tmp = { 0 };
	char arr[100] = { "6661  21  21"};
	//在字符串中读取一个格式化的数据。读取
	sscanf(arr,"%s %s %d", tmp.name, tmp.addr, &(tmp.age));
	printf("%s %s %d", tmp.name, tmp.addr, tmp.age);
	return 0;
}

6.文件的随机读写

6.1 fseek

fseek函数讲解 http://t.csdnimg.cn/dQ8qh

FILE 文件结构中 , 存在一个指针 , 每次调用文件的读写函数 , 该指针就会移动 ;

如 fgets / fputs , getc / putc , fscanf / fprintf , fread / fwrite 等函数 ;

默认情况下 , 指针是从前向后移动的 ;

该文件内部的指针指向的位置可以通过 fseek 函数进行改变 ;

fseek 函数原型如下 : 重新设置文件内部指针的位置 ;
#include <stdio.h>
int fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);
设置的指针的位置是起始位置 + 偏移量 ;

其中的 int fromwhere 参数就是起始位置 , 有以下三种选择 :

文件头 SEEK_SET 0
当前位置 SEEK_CUR 1
文件尾 SEEK_END 2
long offset 偏移量参数 , 可以为正数 , 也可以为负数 ;

如果执行成功 , 则返回 0 , 失败返回非 0 , 并设置 error 错误代码 ;

栗子：
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
	return;
}
//读
//顺序读取
printf("%c\n", fgetc(pf));
printf("%c\n", fgetc(pf));
printf("%c\n", fgetc(pf));
//fseek可以设置读取，有起始、中间、末尾开始读。
/*文件头 SEEK_SET 0
当前位置 SEEK_CUR 1
文件尾 SEEK_END 2*/
printf("%c\n", fseek(pf,-2,SEEK_CUR));//fseek参数，第一个是文件指针，第二个偏移量，第三是设置文件指针的位置
printf("%c\n", fgetc(pf));

printf("%c\n", fseek(pf, 1, SEEK_SET));//从文件头开始
printf("%c\n", fgetc(pf));

printf("%c\n", fseek(pf, -1, SEEK_END));//从文件末尾开始
printf("%c\n", fgetc(pf));

6.2 ftell

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
	return;
}
//读
//顺序读取
printf("%c\n", fgetc(pf));
printf("%c\n", fgetc(pf));
printf("%c\n", fgetc(pf));

//ftell返回文件指针相对于起始位置的偏移量
//ftell(pf);
printf("%d\n", ftell(pf));
//关
fclose(pf);
pf = NULL;

6.3 rewind

让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置

printf("%c\n", fgetc(pf));
printf("%c\n", fgetc(pf));
printf("%c\n", fgetc(pf));
rewind(pf);//让文件指针回到起始位置
printf("%d\n", ftell(pf));

7. ⽂件读取结束的判定

牢记：在⽂件读取过程中，不能⽤feof函数的返回值直接来判断⽂件的是否结束。

feof 的作⽤是：当⽂件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是：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 ）

例如： • 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。

例如： • fread判断返回值是否⼩于实际要读的个数。

(1) feof 函数

函数返回值：如果没有到文件尾，返回0；到达文件尾，返回一个非零值。

(2) ferror 函数

函数返回值：无错误出现时返回0；有错误出现时，返回一个非零值。

文件读取结束的判定（feof、ferror）

栗子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
	int main(void)
	{
		int c; // 注意：int，⾮char，要求处理EOF
		FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
		if (!fp) {
			perror("File opening failed");
			return EXIT_FAILURE;
		}
		//fgetc 当读取失败的时候或者遇到⽂件结束的时候，都会返回EOF
		while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取⽂件循环
		{
			putchar(c);
		}
		//feof：当文件读取结束时，判断是不是遇到文件末尾才结束的
		//ferror：当文件读取结束时，判断是不是遇到错误才读取结束的
		//判断是什么原因结束的
		//ferror函数返回值：无错误出现时返回0；有错误出现时，返回一个非零值。
		if (ferror(fp)) //在这里如果不返回0那么就说明有错误，执行报错信息
			puts("I/O error when reading");
		//feof函数返回值：如果没有到文件尾，返回0；到达文件尾，返回一个非零值。
		else if (feof(fp))//这里就是判断是否到达文件尾，如果不返回0则说明已经到达文件尾
			puts("End of file reached successfully");//到达文件尾
		fclose(fp);
		return 0;
	}

8. ⽂件缓冲区

ANSIC 标准采⽤“缓冲⽂件系统”处理的数据⽂件的，所谓缓冲⽂件系统是指系统⾃动地在内存中为程序中每⼀个正在使⽤的⽂件开辟⼀块“⽂件缓冲区”。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓冲区，装满缓冲区后才⼀起送到磁盘上。如果从磁盘向计算机读⼊数据，则从磁盘⽂件中读取数据输⼊到内存缓冲区（充满缓冲区），然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。缓冲区的⼤⼩根据C编译系统决定的。

栗子

#include <windows.h>
//VS2022 WIN11环境测试
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.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;
}

没刷新之前