C语言：文件操作（下）

片头

嗨！小伙伴们，在前2篇中，我们分别讲述了C语言：文件操作（上）和 C语言：文件操作（中），今天我们将会学习文件操作（下），准备好了吗？Ready Go ! ! !

在上一篇中，我们讲解了所有关于顺序读写的函数，接下来我们要探讨一个问题：

一、对比一组函数：

scanf/fscanf/sscanf

printf/fprintf/sprintf

它们的作用分别是什么？

需要回答这个问题，首先我们要把它们分成3组， 第1组：scanf 和 printf, 第2组：fscanf 和 fprintf, 第3组是：sscanf 和 sprintf。

①scanf函数：读取数据，按照一定的格式来读取数据，从键盘上获取数据，也就是从标准输入流上读取数据，针对标准输入（键盘）的格式化输入函数（因为我们可以指定格式，比如：读一个整型，读一个字符，或者读一个字符串，可以为%d,%c,%s ，这样的方式来指定格式）

②printf函数：针对标准输出（屏幕）的格式化的输出函数

③fscanf函数：针对所有输入流（标准输入流+文件输入流）的格式化输入函数。我们可以这样理解：fscanf函数包含scanf函数

④fprintf函数：针对所有输出流的格式化输出函数

⑤sscanf函数：从一个字符串里面读取一个格式化的数据

⑥sprintf函数：把格式化的数据转换成字符串

关于前4个函数，我们比较熟悉，接下来我们来讲解一下sscanf函数 和 sprintf函数

1. sprintf函数

sprintf函数是一个C语言的字符串格式化函数，用于将格式化的数据写入字符串中。它的原型定义在<stdio.h>头文件中，函数形式为:

int sprintf(char* str,const char* format,........);

其中，str是一个指向字符数组的指针，用于存储格式化后的字符串； 

format是一个格式控制字符串，用于指定输出的格式；

......: 是可选的参数列表，用于提供格式化的数据

sprintf函数的作用是将格式化的数据按照指定的格式写入到字符串str中。它的工作方式与printf函数类似，但不同的是printf函数是将格式化后的数据打印到标准输出流（屏幕），而sprintf函数是将格式化后的数据写入写入到字符数组中。

使用sprintf函数时，可以在格式控制字符串中使用占位符（如：%d、%s等）来表示要输出的数据类型和格式。然后，sprintf函数会根据占位符的类型和格式，将对应的参数值转换成字符串，并将其写入到str指向的字符数组中。

sprintf函数返回写入到字符串中的字符数（不包括字符串的结束标志‘\0’），如果发生错误，则返回负值。

代码如下：

#include<stdio.h>
//创造一个结构体S
struct S {
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main() {
 //创建一个结构体变量s,分别对s的结构体成员进行初始化
	struct S s = { "zhangsan",18,85.0f };
	char arr[100] = { 0 };
 	//把格式化的数据转换成字符串，存放到arr数组中
	sprintf(arr,"%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
 //打印arr数组
	printf("%s\n", arr);

	return 0;
}

 运行结果如下：

2. sscanf函数

sscanf函数是C语言中的一个输入函数，用于从一个字符串中按照指定的格式解析数据。

sscanf函数的原型为：

int sscanf(const char* str,const char* format,.....);

其中，str为待解析的字符串，format为指定的格式字符串，.....表示可变参数,用于接收解析后的数据。

sscanf函数会根据格式字符串中的格式符，将字符串中的数据解析并存储到指定的变量中。常用的格式符有：

%c:  解析一个字符并存储到char类型变量中

%d:  解析一个有符号的整数并存储到int类型变量中

%f:   解析一个浮点数并存储到float或double类型变量中

%s:  解析一个字符串并存储到char数组中

%u:  解析一个无符号整数并存储到unsigned int 类型变量中

%*:   跳过解析的数据，不进行存储  

sscanf函数会从字符串的开头开始解析，直到格式字符串中的所有格式符都解析完毕或解析到字符串的结尾。

代码如下：

#include<stdio.h>
//创造一个结构体S
struct S {
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main() {
	//创建一个结构体变量s,分别对s的结构体成员进行初始化
	struct S s = { "zhangsan",18,85.0f };
	struct S temp = { 0 };
	char arr[100] = { 0 };
	//把格式化的数据转换成字符串，存放到arr数组中
	sprintf(arr, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	//打印arr数组
	printf("%s\n", arr);

	//从一个字符串中读取一个格式化的数据，存放到temp结构体中
	sscanf(arr, "%s %d %f", temp.name, &(temp.age), &(temp.score));
	//打印temp结构体
	printf("%s %d %f\n", temp.name, temp.age, temp.score);

	return 0;
}

结果如下：

 二、文件的随机读写

2.1 fseek函数

fseek函数是C语言中的一个文件操作函数，用于设置文件指针的位置。

函数原型为：

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

参数说明：

stream：文件指针，指向要操作的文件。

offset: 偏移量，用于设置文件指针的位置。可以正数、负数或0

origin: 起始位置，可以使以下值之一：

  • SEEK_SET:  从文件起始位置开始计算偏移量
  • SEEK_CUR: 从当前文件指针位置开始计算偏移量
  • SEEK_END:  从文件末尾位置开始计算偏移量

返回值：

函数执行成功时，返回0； 执行失败时，返回非零值

使用fseek函数可以对文件进行随机访问，即通过设置文件指针的位置来读取或写入文件的任意位置。偏移量可以是正数，表示向文件末尾方向移动；偏移量也可以是负数，表示向文件起始位置方向移动。起始位置的选择取决于origin参数的值。

测试一下：

int main() {
	//以“只读”的模式打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("pf");
		return 1;
	}
	
	//读文件
	int ch = 0;
	ch = fgetc(pf);	//光标指向'a'
	printf("%c ", ch);

	ch = fgetc(pf);//光标指向'b'
	printf("%c ", ch);

	ch = fgetc(pf);//光标指向'c'
	printf("%c ", ch);

	ch = fgetc(pf);//光标指向'd'
	printf("%c\n", ch);

	//此时的光标指向'e'，
	//偏移量是负数，表示向文件起始位置方向移动4个单位
	fseek(pf, -4, SEEK_CUR);
	ch = fgetc(pf);//光标指向'a'
	printf("%c ", ch);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;//置空

	return 0;
}

运行如下：

2.2 ftell函数

 ftell函数用于获取文件位置指针的当前位置。

函数原型为：

long int ftell(FILE*  stream);

 参数stream为指向FILE类型的指针，表示要获取位置指针的文件流。

该函数会返回当前位置指针相对于起始位置的偏移量。如果成功，返回值为非负数；如果失败，返回值为-1。

在使用ftell函数之前，需要确保文件流已经正确打开，并且没有发生读写错误。通常，可以通过fopen函数来打开文件流，并通过返回的FILE* 类型的指针来调用ftell函数。

使用ftell函数可以获取文件位置指针的位置，以便在需要的时候进行文件的随机访问。

测试一下：

int main() {
	//打开文件
	FILE* pf = 	fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("pf");
		return 1;
	}
	//读文件
	int ch = 0;
	ch = fgetc(pf);//光标指向'a'
	printf("%c ", ch);

	ch = fgetc(pf);//光标指向'b'
	printf("%c ", ch);

	ch = fgetc(pf);//光标指向'c'
	printf("%c ", ch);

	ch = fgetc(pf);//光标指向'd'
	printf("%c\n", ch);

	int n = ftell(pf);//光标指向'e'
	printf("%d\n", n);//'e'距离'a'有4个单位

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

运行结果如下：

特别的，如果我们先使用fseek函数，将光标定位到最后一个元素的，这个时候再去使用ftell函数，就可以知道字符串的长度~

代码如下：

#include<stdio.h>
int main() {
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("pf");
		return 1;
	}
	//读文件
	//从文件末尾位置开始计算偏移量,偏移量为0，光标指向文件末尾
	fseek(pf, 0, SEEK_END);
	int n = ftell(pf);//光标指向文件末尾
	printf("%d\n", n);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行结果如下：

2.3 rewind函数 

rewind函数是C语言标准库中的一个函数，它可以将文件指针重新指向起始位置，该函数的原型如下：

void rewind(FILE* stream);

其中，stream是一个指向FILE结构的指针，表示要进行操作的文件流。

使用rewind函数可以将文件指针定位到文件的起始位置，即文件的第一个字节之前。这对于需要重新读取文件内容的情况非常有用。 

测试一下：

int main() {
	//打开文件
	FILE* pf = 	fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("pf");
		return 1;
	}
	//读文件
	int ch = 0;
	ch = fgetc(pf);//光标指向'a'
	printf("%c ", ch);
	ch = fgetc(pf);//光标指向'b'
	printf("%c ", ch);
	ch = fgetc(pf);//光标指向'c'
	printf("%c ", ch);
	ch = fgetc(pf);//光标指向'd'
	printf("%c\n", ch);
	
	rewind(pf);//让文件指针的位置回到文件的起始位置
	ch = fgetc(pf);//光标指向'a'
	printf("%c ", ch);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行结果如下：

三、文件读取结束的判定 

3.1 被错误使用的 feof 

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是否结束。

feof的作用是：当文件读取结束的时候，判断读取结束的原因是否是：遇到文件末尾结束

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

举个例子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main() {
	int c;//注意：int,非char,要求处理EOF
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (!pf) {
		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(pf)) != EOF) {//标准C I/O读取文件循环
		putchar(c);
	}
	//判断是什么原因结束的
	if (ferror(pf)) {
		puts("I/O error when reading");
	}
	else if (feof(pf)) {
		puts("End of file reached successfully");
	}
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

2. 二进制文件读取结束判断，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

举个例子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
enum {size = 5};
int main() {
	//这里的1.，2.，3.，4.，5. 相当于 1.0 ,2.0 ,3.0 ,4.0 ,5.0
	double a[size] = { 1.,2.,3.,4.,5. };
    //打开文件
	FILE* pf = fopen("text.txt", "wb");
	if (pf == NULL) {
		perror("pf");
		return 1;
	}
	//采用二进制的输出
	//a是数组名，代表数组首元素的地址，*a表示首元素
	//sizeof(*a)相当于算的是一个double类型的数据大小
	fwrite(a, sizeof * a, size, pf);
	fclose(pf);

	double b[size];
	pf = fopen("text.txt", "rb");
	size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, size, pf);//读double的数组
	if (ret_code == size) {	//如果返回值和size相同，那么是正常结束
		puts("Array read successfully,contents:");
		for (int n = 0; n < size; n++) {	//打印b数组里面的每一个元素
			printf("%f ", b[n]);
		}
		putchar("\n");
	}
	else {					//如果返回值和size不同，那么是非正常结束	  
		if (feof(pf)) {		//如果pf返回文件结束标志eof
			printf("Error reading text.txt: unexpected end of file\n");
		}
		else if (ferror(pf)) {//如果pf返回错误
			perror("Error reading text.txt");
		}
	}
    //关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

四、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，充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），缓冲区的大小是根据C编译系统决定的。

测试一下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<windows.h>

int main() {
	FILE* pf = fopen("text.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text.txt文件，发现文件没有内容");
	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）
	//注意： 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text.txt文件，文件由内容了\n");
	Sleep(10000);
	fclose(pf);
	//注意： fclose在关闭文件的时候，也会刷新缓冲区
	pf = NULL;

	return 0;
}

结论

因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件；如果不做，可能导致文件读写的问题。

片尾

今天我们深入学习了文件操作，希望看完这篇文章能对友友们有所帮助 ！ ！ ！

求点赞收藏加关注 ！ ！ ！

谢谢大家 !   !   !

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