C语言看完我这篇最详细文件操作，你不会也得会！！！

news2024/11/14 14:58:18

1.使用文件

我们写的程序的数据是存储在电脑内存中，如果程序退出，内存就会被回收，数据就丢失，内存更具有一些实时性，等再次运行程序的数据的，数据就消失了，如果想要持久化的保存，可以使用文件。

2.文件的定义

磁盘（硬盘）上的文件是文件
在程序设计中，文件一般有两种程序文件和数据文件
下面展示的是磁盘上的文件

image.png

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环境为obj）可执行程序（windows环境后缀为.exe)。
image.pngimage.png
image.png

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，在程序运行需要从中读取数据的文件，或者输出内容的文件。

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 其实就是一个文件的绝对路径

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。
数据在内存种以二进制的形式存储，如果不加转换的输出到外存的文件中，就是二进制文件。

数据在文件中的存储
字符一律以ASCII码的形式存储，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。

//通过以下代码来判断文件存储形式
#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，第一个参数指向写入的元素数组的地址，
	//第二个参数要写入的时每个元素的大小，第三个参数是元素数，每个元素的大小。
	fclose(pf);//关闭文件
	pf = NULL;//避免pf成为野指针
	return 0;
}

image.png
image.png

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。

输入--------输出
流

4.1.2 标准流

标准流是在C语言程序启动的时候默认打开的
1.stdin-标志输入流，在大多数的环境中从键盘输入，scanf函数就是从标志输入流中读取数据。
2.stdout-标志输出流， 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。
3. 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

stdio.h头文件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;

FILE* pf;//文件指针变量,就是用来间接找到它关联的文件。

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。 **

image.png

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。

//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode);
//关闭文件
int fclose(FILE * stream);//指向指定要关闭的流的 FILE 对象的指针。

image.png

文件使用方式含义如果指定文件不存在
“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，如果有一个文件，这个文件里有内容，会覆盖内容，并且全部初始化。
“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，binary是二进制的意思。
“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，建立一个新的文件。出错。
“w+”（读写）为了读和写，建立一个新的文件。建立一个新的文件。
“a+”（读写）打开一个文件，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。
#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pFile;
	//打开文件
	pFile = fopen("myflie.txt","w");
	if (pFile != NULL)
	{
		fputs("fopen exampl", pFile);
		//关闭文件
		fclose(pFile);

	}
	return 0;

}

5.文件的顺序读写

5.1顺序读写函数介绍

函数名功能适用于具体类型
fgetc字符输入函数所有输入流文件流，标准输入流-stdin，只用于文本文件
fputc字符输出函数所有输出流文件流-标准输出流-stdout，只用于文本文件
fgets文本行输入函数所有输入流文件流，标准输入流-stdin，只用于文本文件
fputs文本行输出函数所有输出流文件流，标准输出流-stdout，只用于文本文件
fscanf格式化输入函数所有输入流文件流，标准输入流-stdin，只用于文本文件
fprintf格式化输出函数所有输出流文件流，标准输出流-stdout，只用于文本文件
fread二级制输入文件既可以操作二进制文件 , 又可以操作文本文件
fwrite二级制输出文件既可以操作二进制文件 , 又可以操作文本文件

fgetc

1.如果成功读取字符的话，返回的是字符的ASCII码值-char
2.如果读取遇到文件末尾，或者读取失败返回EOF(-1)

image.png

#include <stdio.h>
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test1.txt", "r");
	if (pf = NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;

	}
	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//c
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

fputc

image.png

#include <stdio.h>
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test1.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	//fputc('a', pf);
	//fputc('b', pf);
	//fputc('c', pf);

	char ch = 0;
	for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
	{
		fputc(ch, pf);
	}

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

5.2 对比一组函数

scanf/fscanf/sscanf
printf/fprintf/sprintf

image.png

scanf- 从标准输入流上读取格式化的数据
fsanf-从指定的输入流上读取格式化的数据
sscanf-在字符串中读取格式化的数据

image.png

printf - 把数据以格式化的形式打印在标准输出流上
fprintf - 把数据以格式化的形式打印在指定的输出流上
sprintf - 把格式化的数据转化成字符串

fprintf

//文件的写入fprintf
#include <stdio.h>
struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;

};

int main()
{

	struct S s = { "张三",20,65.5f };
	//把s中的数据存放在文件中
	FILE* pf = fopen("test2.txt", "w");
	if (pf == NULL)

	{
		perror("fopen");
		return 1;

	}
	//写文件-是以文本的形式写进去的
	fprintf(pf, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fscanf

//文件的读
#include <stdio.h>
struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};

int main()
{
	struct S s = { 0 };
	//想从文件test.txt中读取数据放在s中
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件 ,这里取地址是因为age和score分别是int类型和float类型，只是数值，所以要取地址
	fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));

	//打印在屏幕上看看
	//printf("%s %d %f\n", s.name, s.age, s.score);//
	fprintf(stdout, "%s %d %f\n", s.name, s.age, s.score);

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

sscanf和sprintf

int main()
{
	fputc('a', stdout);
	return 0;
}


struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};


int main()
{
	char buf[200] = { 0 };
	struct S s = { "张三", 20, 65.5f };
	sprintf(buf, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);

	printf("1以字符串的形式: %s\n", buf);//1

	struct S t = {0};
	sscanf(buf, "%s %d %f", t.name, &(t.age), &(t.score));
	printf("2按照格式打印  : %s %d %f\n", t.name, t.age, t.score);//2

	return 0;
}

fwrite

image.png

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5 };

	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写数据
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	fwrite(arr, sizeof(arr[0]), sz, pf);//以二进制的形式写进去的,数组首元素的地址，首元素的大小，数组的长度，被存放的指针

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

fread

image.png

int main()
{
	int arr[5] = {0};

	FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读数据
	fread(arr, sizeof(arr[0]), 5, pf);//以二进制的形式写进去的
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);//1 2 3 4 5
	}

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

6.文件的随机读写

6.1 fseek

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 );

image.png

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件
	int ch = fgetc(pf);//abcdefghij
	printf("%c\n", ch);//a

	//fseek(pf, 4, SEEK_CUR);f 从目前的a开始偏移到f
	//fseek(pf, 5, SEEK_SET);f 从文件开头开始
	fseek(pf, -4, SEEK_END);//f 从文件末尾向左开始

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//f

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

6.2 ftell

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );

image.png

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pFile;
	long size;
	pFile = fopen("myfile.txt", "rb");
	if (pFile == NULL)
		perror("Error opening file");
	else
	{
		fseek(pFile,0, SEEK_END); //末尾文件指针相当于起始位置的偏移量
		size = ftell(pFile);
		fclose(pFile);
		printf("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n", size);
	}
	return 0;
}

6.3 rewind

让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	fseek(pf, -4, SEEK_END);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//f

	rewind(pf);// 让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置  
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a

	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

7.文件读取结束的判定

7.1 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 .

fgetc - 如果读取正常，返回的是读取到字符的ASCII码值，如果读取的过程中遇到文件末尾，或者发生错误，就返回EOF
fgets-如果读取正常，返回的是存储读取到的字符串的字符数组的地址，如果读取的过程中遇到文件末尾，或者发生错误，返回NULL

  1. 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 。

image.png
文本文件例子

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写
	char ch = 0;
	for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
	{
		fputc(ch, pf);
	}

	//判断是什么原因导致读取结束的
	if (feof(pf))
	{
		printf("遇到文件末尾，读取正常结束\n");
	}
	else if (ferror(pf))
	{
		perror("fputc");
	}

	return 0;
}

二进制文件的例子

#include <stdio.h>
enum { SIZE = 5 };
int main(void)
{
 double a[SIZE] = {1.,2.,3.,4.,5.};
 FILE *fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须⽤⼆进制模式
 fwrite(a, sizeof *a, SIZE, fp); // 写 double 的数组
 fclose(fp);
 double b[SIZE];
 fp = fopen("test.bin","rb");
 size_t ret_code = fread(b, sizeof *b, SIZE, fp); // 读 double 的数组
 if(ret_code == SIZE) {
 puts("Array read successfully, contents: ");
 for(int n = 0; n < SIZE; ++n) 
 printf("%f ", b[n]);
 putchar('\n');
 } else { // error handling
 if (feof(fp))
 printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
 else if (ferror(fp)) {
 perror("Error reading test.bin");
 }
 }
 fclose(fp);
}

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。

image.png

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
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;
}

我是怎么理解这个缓冲区的呢？拿个最简单的例子来说当一起跑多个程序的时候，如果这些程序都会用的共用的某一个东西，那么就会排队进行使用，否则所有程序都跑不起来，或者效率很低。
结论：
因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做到刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。

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题目 题目链接&#xff1a; https://www.nowcoder.com/practice/8a19cbe657394eeaac2f6ea9b0f6fcf6 思路 先序遍历第一个值就是根节点&#xff0c;根据这个值可以在中序中划分左右子树&#xff0c; 我们这里已经将一个数划分成两颗子树&#xff0c;那么在递归的使用刚刚的分析…
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大家好&#xff0c;在人工智能领域&#xff0c;数据处理和加工的需求愈发增加。随着人们深入探索AI高级的应用&#xff0c;如图像识别、语音搜索和推荐引擎等&#xff0c;数据的复杂性也在不断地增加。此时传统的数据库存储方式已不能完全满足需求&#xff0c;向量数据库应运而…
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