C语言之⽂件操作

一·为啥需要文件？

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。

二.什么是⽂件?

磁盘上的⽂件是⽂件。文件从⽂件功能的⻆度来分为两类：程序⽂件、数据⽂件

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。

三.程序⽂件与数据文件介绍

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。

在以前我们学习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。

（我们这里主要讲数据文件）

四.⼆进制⽂件和⽂本⽂件

我们按照数据组织形式分为：二进制文件和文本文件

二进制文件定义：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。

文本文件定义：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。

那么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）。

五.⽂件的相关操作

5.1.流和标准流

流的定义:

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。

标准流的定义:

C语言有三个标准流:

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。

参考 FILE - cppreference.com

这也是为啥我们从键盘输⼊数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流,却可以的原因,因为它们默认打开.

5.2.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.

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

看代码:

 FILE* pf1;//⽂件指针变量
 FILE* pf2;//⽂件指针变量
 FILE* pf3;//⽂件指针变量

定义pf1是⼀个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf1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。(pf2,pf3同理)

5.3.⽂件的打开和关闭

文件在使用时要打开,不用时要关闭.

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

1.头文件为#include<stdio.h>

2.返回值：成功时为 0 ，否则为 EOF 。

FILE* fopen=(const char * filename, const char * mode);
FILE* fclose=(FILE * stream);

5.4.文件访问标记

fopen的第二个参数是文件的访问形式，有以下几种：

我们这里详细讲解：

“r”（只读）为了输⼊数据，打开⼀个已经存在的⽂本⽂件出错

“w”（只写）为了输出数据，打开⼀个⽂本⽂件建⽴⼀个新的⽂件

a”（追加）向⽂本⽂件尾添加数据建⽴⼀个新的⽂件

“rb”（只读）为了输⼊数据，打开⼀个⼆进制⽂件出错

“wb”（只写）为了输出数据，打开⼀个⼆进制⽂件建⽴⼀个新的⽂件

“ab”（追加）向⼀个 ⼆进制⽂件 尾添加数据建⽴⼀个新的⽂件

“r+”（读写）为了读和写，打开⼀个⽂本⽂件出错

“w+”（读写）为了读和写，建议⼀个新的文本⽂件建⽴⼀个新的⽂件

“a+”（读写）打开⼀个文本⽂件，在⽂件尾进⾏读写建⽴⼀个新的⽂件

“rb+”（读写）为了读和写打开⼀个⼆进制⽂件出错

“wb+”（读写）为了读和写，新建⼀个新的⼆进制⽂件建⽴⼀个新的⽂件

“ab+”（读写）打开⼀个⼆进制⽂件，在⽂件尾进⾏读和写建⽴⼀个新的⽂件

结尾有b的是二进制文件操作！！！

代码演示：

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", 'w');//打开文件，‘w'打开一个文本文件，出错就建立一个该文件
	//判断文件是否成功打开
	if (pf == NULL)
	{
		perror(pf);
		return -1;
	}
	//文件操作

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;//注意：文件关闭之后指针要置为空
	return 0;
}

5.5.顺序读写函数介绍

fgetc 字符输⼊函数所有输⼊流

fputc 字符输出函数所有输⼊流

fputs ⽂本⾏输出函数所有输出流

fscanf 格式化输⼊函数所有输⼊流

fprintf 格式化输出函数所有输出流

fread ⼆进制输⼊⽂件

fwrite ⼆进制输出⽂件

上⾯说的适⽤于所有输⼊流⼀般指适⽤于标准输⼊流和其他输⼊流（如⽂件输⼊流）；所有输出流⼀般指适⽤于标准输出流和其他输出流（如⽂件输出流)

综合运用

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 10000;
    FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");//为了输出数据，打开⼀个⼆进制⽂件
    fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

结果：

补充知识：

//. 表示当前目录
//.. 表示上一级路径
FILE* pf = fopen("./../../data.txt", "w");
//表示上两级当前路径

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//为了输出数据，打开test.txt这个⽂本⽂件
	//判断
	if (pf == NULL)
	{
		perror(pf);
		return -1;
	}
	//文件操作
	//写文件
	for (int i = 0; i < 26; i++)
	{
		//调用字符输出函数，标准输出流stdout输出
		fputc('a' + i, stdout);
	}
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

来看道题：

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

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf1 = fopen("data1.txt", "r");//以读的形式打开文件data1
	//判断
	if (pf1 == NULL)
	{
		perror(pf1);
		pf1 = NULL;
		return -1;
	}
	FILE* pf2 = fopen("data2.txt", "w");//以写的形式打开文件data2
	//判断
	if (pf2 == NULL)
	{
		perror(pf2);
		pf2 = NULL;
		return -1;
	}
	//数据的读写（拷贝）
	char ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pf1) != EOF))//fgetc字符输⼊函数
	{
		fputc(ch, pf2);//fputc字符输出函数
	}
	//结束
	fclose(pf1);
	pf1 = NULL;
	fclose(pf2);
	pf2 = NULL;
	return 0;
}

六.对⽐⼀组函数

scanf/fscanf/sscanf

printf/fprintf/sprintf

scanf - 针对标准输入键盘) 的格式化输入函数

printf - 针对标准输出(屏幕) 的格式化的输出函数

fscanf - 针对所有输入流的格式化输入函数

fprintf - 针对所有输出流的格式化输出

sscanf-从一个字符串中读取一个格式化的数据

sprintf-把一个格式化的数据转换成字符串

七.⽂件的随机读写

7.1.fseek

作用：根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针

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

fseek有三个参数：

1.第一个传的是文件指针

2.第二个传的是偏移量，可正可负

3.如下：

根据需求，填写！

演示代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pFile= fopen("example.txt", "wb");
	if (pFile == NULL)
	{
		return -1;
	}
	fputs("This is an apple.", pFile);
	fseek(pFile, 9, SEEK_SET);
	fputs(" sam", pFile);
	fclose(pFile);
	return 0;
}

7.2.ftell

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pFile= fopen("example.txt", "wb");
	if (pFile == NULL)
	{
		return -1;
	}
	fputs("This is an apple.", pFile);
	fseek(pFile, 9, SEEK_SET);
	fputs(" sam", pFile);
	int ret = ftell(pFile);
	printf("%d", ret);
	fclose(pFile);
	return 0;
}

注意：不算'\0'!

7.3.rewind

void rewind ( FILE * stream );

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pFile= fopen("example.txt", "wb");
	if (pFile == NULL)
	{
		return -1;
	}
	fputs("This is an apple.", pFile);
	rewind(pFile);
	fputs(" sam", pFile);
	fclose(pFile);
	return 0;
}