深入挖掘C语言 ---- 文件操作

news2025/3/1 10:01:29

目录

  • 1. 文件的打开和关闭
    • 1.1 流和标准流
      • 1.1.1流
      • 1.1.2标准流
    • 1.2 文件指针
    • 1.3 文件的打开和关闭
  • 2. 顺序读写
  • 3. 随机读写
    • 3.1 fseek
    • 3.2 ftell
    • 3.3 rewind
  • 4. 读取结束判定

正文开始

1. 文件的打开和关闭

1.1 流和标准流

1.1.1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外部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, 我们想要向流里写数据, 或者从流中读取数据, 都是打开流, 然后操作.

1.1.2标准流

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, 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到显示器界面, 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.

1.2 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(如文件名字, 文件状态以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, 在VS2013编译环境提供的stdio.h头文件中有以下文件类型声明:

struct _iobuf {
	char* _ptr;
	int _cnt;
	char* _base;
	int _flag;
	int _file;
	int _charbuf;
	int _bufsiz;
	char* _tmpfname;
};
typedef struct _iobuf 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, 并且填充其中的信息, 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。

FILE* pf;//⽂件指针变量

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。

在这里插入图片描述

1.3 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。

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

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

mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

/* fopen fclose example */
#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;
}

2. 顺序读写

在这里插入图片描述

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）。

3. 随机读写

3.1 fseek

根据⽂件指针的位置和偏移量来定位⽂件指针（⽂件内容的光标）。

其中，stream是一个指向文件的指针，offset是要移动的偏移量，origin是起始位置。起始位置可以是以下值之一：

SEEK_SET：从文件开头开始偏移
SEEK_CUR：从当前位置开始偏移
SEEK_END：从文件末尾开始偏移
fseek函数可以用来在文件中移动指针位置，以便读取或写入文件的不同部分。

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

fseek函数的返回值是一个整数，用来表示函数是否执行成功。如果函数执行成功，则返回0；如果执行失败，则返回非0值，通常是-1。在实际使用中，我们可以根据fseek函数的返回值来判断文件指针位置是否成功移动。

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

3.2 ftell

返回⽂件指针相对于起始位置的偏移量

long int ftell ( FILE * stream );

ftell函数接受一个指向文件的指针作为参数，然后返回当前文件指针相对于文件起始位置的偏移量（以字节为单位）。通常，ftell函数常与fseek函数一起使用，用来确定文件指针的位置，然后再根据需要进行文件指针的移动或操作。

/* ftell example : getting size of a file */
#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); // non-portable
		size = ftell(pFile);
		fclose(pFile);
		printf("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n", size);
	}
	return 0;
}

3.3 rewind

让⽂件指针的位置回到⽂件的起始位置

void rewind ( FILE * stream );

rewind函数接受一个指向文件的指针作为参数，然后将该文件指针重新定位到文件的起始位置。这样可以方便重新读取文件内容或者进行其他操作。注意，rewind函数不返回任何值，因为它是一个void函数。

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

	pFile = fopen("myfile.txt", "w+");
	for (n = 'A'; n <= 'Z'; n++)
		fputc(n, pFile);
	rewind(pFile);

	fread(buffer, 1, 26, pFile);
	fclose(pFile);

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

4. 读取结束判定

  1. 文本文件:
    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, 判断是否读取结束的原因是否是: 文件末尾
  • fgetc判断是否为EOF
  • fgets判断是否为NULL

2.二进制文件的读取结束判断, 判断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

文本文件举例:

#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);
	}
	//判断是什么原因结束的 
	if (ferror(fp))
		puts("I/O error when reading");
	else if (feof(fp))
		puts("End of file reached successfully");

	fclose(fp);
}

二进制文件举例:

#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);
}

完

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