C语言之详细讲解文件操作

什么是文件

与普通文件载体不同，文件是以硬盘为载体存储在计算机上的信息集合，文件可以是文本文档、图片、程序等等。文件通常具有点+三个字母的文件扩展名，用于指示文件类型（例如，图片文件常常以KPEG格式保存并且文件扩展名为.jpg）。

将数据放入文件中，相比代码程序中堆栈上的数据，其优点在于可以随时做到需要时添加、舍弃时删除，数据可以持久化。

文件类型：

一般分为：程序文件与数据文件。

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）。

数据文件：

文件的内容不一定是程序，而是程序运行中的读取的数据。本章讨论的是数据文件。

文件的使用

在了解文件怎样使用前，我们先要了解流与标准流的概念

流

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。

这样程序员在输入输出数据时不需要关心外部设备了，只需要将数据与流相连，C语言底层已经将流向不同外部设备的输入和输出实现好了，不需要我们关心。

我们只需要从流里读取数据，向流里写数据。

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语言程序在启动时已经将标准流（standard stream）准备好了。

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stdin-标准输入流（键盘）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stdout-标准输出流（屏幕）中。
stderr-标准错误流，大多数环境中输出到显示器界面。

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。

文件的操作

文件操作分为三步：打开文件（fopen）、读取或写入文件、关闭文件（fclose）。

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.

FILE*pf;//文件指针变量pf

定义一个指针变量指向FILE类型数据，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

文件的打开与关闭

文件读写之前应该先打开文件，使用结束后应该关闭文件。

ANSIC 规定使用 fopen 函数来打开文件， fclose 函数来关闭文件。

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。

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

例：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>

int main() {

	FILE* pr = fopen("test.txt","w");
	//当没有文件时读取，fopen输出NULL
	//当没有文件写入时，会自动创建文件
	assert(pr);
	//这里使用assert断言，以防pr为空，也可以使用perror函数
	for (char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++) {
		fputc(ch, pr);//fputc函数将字符ch存入pr文件中
	}
	fclose(pr);
	return 0;
}

文件的使用方式：

按常用序：

文件的顺序读写：

1.写入一个字符

fgetc(字符c,文件指针)；

2.读取一个字符

fputc(文件指针)；
//每一次读取光标回向后移动一位
例：test.txt文件里面：abcdefg
char ch=fputc(pr);
printf(%c,ch);//输出为a；
char ch=fputc(pr);
printf(%c,ch);//输出为b;

3.写入一个字符串

fgets("hello,world",文件指针);
//每次的写入会导致数据的覆盖，在原先的数据后继续添加，需要使用a（追加）;

4.读取指定长度的数据(读取数组)

char arr[10]={0};
fgets(arr,5,文件指针)；//将所读取的数据存入arr数组中

5.读取结构体指定数据（fprintf）；

#include<stdio.h>

typedef struct S//typdef,以便更好的创建结构体变量
{
	char name[10];
	int age;

}S1;

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (pf != NULL)//也可用assert函数判断是否为空
	{
		S1 s1 = { "zhangsan", 18 };//创建变量s1
		fprintf(pf, "%s %d\n", s1.name, s1.age);

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

文件的随机读写

fseek函数

fseek - C++ 参考 (cplusplus.com)

ftell - C++ Reference

ferror - C++ Reference

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

流偏移量起始位置

流：指向标识流的 FILE 对象的指针。

偏移量：二进制文件：要从源偏移的字节数。文本文件：零或 ftell 返回的值。

如果成功，该函数将返回零。
否则，它将返回非零值。
如果发生读取或写入错误，则设置错误指示符 （ferror）。

三种定位指针

#include<stdio.h>

int main()
{
	FILE* pFile;
	pFile = fopen("test.txt", "r");
	//fputs("This is an apple.", pFile);
	
    fseek(pFile,2, SEEK_SET);//从起始位置的第二个偏移量
	int ch = fgetc(pFile);
	printf("%c", ch);

	fclose(pFile);
	return 0;
}

注意：

ftell函数

返回文件指针相对起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );//注：返回为long int类型

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n;
	FILE* pFile;
	char buffer[27];

	pFile = fopen("test.txt", "w+");
	for (n = 'A'; n <= 'Z'; n++)
		fputc(n, pFile);//向文本中输入字符
	rewind(pFile);//让文件指针回到起始位置

	fread(buffer, 1, 26, pFile);//读取1到26个数据
	fclose(pFile);

	buffer[26] = '\0';
	printf(buffer);//验证
	return 0;
}