C++(week3)：C语言文件操作

文章目录

- (十二) 文件
- - 1.流
  - - (1)流模型
    - (2)程序员视角的文件
    - (3)缓冲区类型
    - (4)标准流
    - (5)二进制文件与文本文件
    - (6)文件流的接口(API)
  - 2.打开/关闭文件
  - - (1)fopen
    - (2)fclose
    - (3)示例代码
  - 3.读/写文件
  - - (1)fgetc / fputc：一个字符一个字符地读写
    - (2)fgets / fputs：一行一行地读写
    - - ①fgets
      - ②fputs
      - ③代码
    - (3)fscanf / fprintf：格式化地读写
    - - ①fscanf
      - ②fprintf
      - ③代码
    - (4)fread / fwrite：读写二进制文件
    - - ①fread
      - ②fwrite
      - ③代码
  - 4.文件定位、移动文件位置
  - - (1)fseek
    - (2)ftell
    - (3)rewind
    - (4)课堂小练习
  - 5.错误处理：perror

(十二) 文件

1.流

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(1)流模型

data sink：数据接收端、数据汇

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优点：
①程序员读写文件时，不需要关心文件的位置
②数据源(data source) 和数据汇(data sink) 是解耦的

(2)程序员视角的文件

存放的是一个一个字节。
EOF(end of file)指向文件末尾后一个位置，EOF是一个宏，值为-1

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(3)缓冲区类型

①满缓冲：缓冲区空才从输入流读数据；缓冲区满向输出流中写入数据。
②行缓冲：以行为单位进行读和写
③无缓冲：没有缓冲区，立即输入输出，例如：标准错误流 stderr

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刷新输出缓冲区 (fflush)，将输出缓冲区的内容输出到屏幕上

(4)标准流

①stdin：标准输入
②stdout：标准输出
③stderr：标准错误

这三个标准流，不需要程序员手动声明、创建、关闭

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(5)二进制文件与文本文件

1.区别
(1)二进制文件：byte。(二进制文件以字节为单位，人类不可读，但体积小)

(2)文本文件：字符 + 编码。(文本文件以字符为单位，一个字符占几个字节)

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2.优缺点：
文本文件：人类可读，数据量大
二进制文件：人类不可读，数据量小

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(6)文件流的接口(API)

1.打开文件流：fopen

2.读/写文件：
统计、转换、加密解密

2.5 移动文件位置

3.关闭文件流：fclose

2.打开/关闭文件

(1)fopen

1.fopen的参数
①filename是文件的路径
②mode是打开模式

FILE* fopen(const char* filename, const char* mode);

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2.文件路径
(1)绝对路径
从根目录 (或者盘符) 开始，一直到文件所在的位置，比如：“c:/project/test.dat”。
(2)相对路径
另一种是相对路径：从当前工作目录开始，一直到文件所在的位置，比如：“in.dat”。

相对路径用的多，因为一个app各文件的相对路径一般不变，但是绝对路径，当安装到不同电脑上时一般不同。

3.打开模式(mode)：文件的类型、对文件的操作(r，w)
(1)以文本文件方式打开
①“r”，读(read)：要求文件存在。若不存在则返回NULL
②“w”，写(write)：若文件存在，清空文件内容；若文件不存在，创建文件。
③“a”，追加(append)：若文件存在，不修改原内容，每次都在文件末尾追加写入；若文件不存在，创建文件。

	文件存在	文件不存在
r	只读	返回NULL
w	清空文件内容	创建文件
a	追加	创建文件

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(2)以二进制文件打开

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(2)fclose

fclose 可以关闭程序不再使用的文件。

int fclose(FILE* stream);

如果成功关闭， fclose 返回零；否则返回 EOF

(3)示例代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main(void) {
	//1.打开文件
	FILE* stream = fopen("a.txt", "w");
	if (stream == NULL) {
		fprintf(stderr, "file open failed.\n");
		exit(1);
	}

	//2.读写文件 (统计，转换，加密，解密)


	//3.关闭文件
	fclose(stream);

	return 0;
}

3.读/写文件

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(1)fgetc / fputc：一个字符一个字符地读写

1.函数参数

int fgetc(FILE* stream);

int fputc(int c, FILE* stream);

2.惯用法：一个字符一个字符地读取，直到文件末尾

int c;
while((c = fgetc(src)) != EOF){
	//操作
}

3.完整代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
	//xxx.exe src dst
	//0.参数校验
	if (argc != 3) {
		fprintf(stderr, "Usage: %s src dst\n", argv[0]);
		exit(1);
	}
	//1.打开文件
	FILE* src = fopen(argv[1], "r");
	if (!src) {
		fprintf(stderr, "Open %s failed.\n", argv[1]);
		exit(1);
	}

	FILE* dst = fopen(argv[2], "w");
	if (!dst) {
		fprintf(stderr, "Open %s failed.\n", argv[2]);
		fclose(src);
		exit(1);
	}

	//2.读写文件 (统计，转换，加密，解密)
	//(1)一个字符一个字符地读写：fgetc, fputc
	//把大写字母转换为小写字母
	int c;
	while ((c = fgetc(src)) != EOF) {
		fputc(tolower(c), dst);
	}

	printf("大写字母已全部转换为小写字母\n");

	//3.关闭文件
	fclose(src);
	fclose(dst);

	return 0;
}

(2)fgets / fputs：一行一行地读写

①fgets

1.函数参数

char* fgets(char* str, int count, FILE* stream);

参数：
①str：指向第一个字符数组
②count：能够写入的最大字符数量 (通常是str指向字符数组的长度)
③stream：输入流
④返回值：成功返回str，失败返回NULL

2.fgets的特点
①fgets会读\n
②gets(str) 等价于 fgets(str, ∞, stdin) ，即gets不会检查数组越界

②fputs

1.函数参数

int fputs(const char* str, FILE* stream);

参数：
①str：要写的字符串(以’\0’结尾的字符串)
②stream：输出流
③返回值：成功返回一个非负值；失败返回EOF，并设置errno

2.fputs的特点
①fputs原样输出字符串，puts在字符串后多输出一个换行符’\n’
②puts(str) 等价于 fputs(str, stdout)

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③代码

1.核心代码：

#define MAXLINE 128
//2.读写文件:
//(2)一行一行地读写
//每行加序号
char line[MAXLINE];
char buffer[MAXLINE];
//fgets(line, MAXLINE, src);
//fgets(line, MAXLINE, src);
int line_num = 1;
while ((fgets(buffer, MAXLINE, src)) != NULL) {
	sprintf(line, "%d.%s", line_num, buffer);
	fputs(line, dst);
	line_num++;
}

2.完整代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#define MAXLINE 128

int main(int argc, char* argv[]) {
	//xxx.exe src dst
	//0.参数校验
	if (argc != 3) {
		fprintf(stderr, "Usage: %s src dst\n", argv[0]);
		exit(1);
	}
	//1.打开文件
	FILE* src = fopen(argv[1], "r");
	if (!src) {
		fprintf(stderr, "Open %s failed.\n", argv[1]);
		exit(1);
	}

	FILE* dst = fopen(argv[2], "w");
	if (!dst) {
		fprintf(stderr, "Open %s failed.\n", argv[2]);
		fclose(src);
		exit(1);
	}

	//2.读写文件:
	//(2)一行一行地读写
	//每行加序号
	char line[MAXLINE];
	char buffer[MAXLINE];
	//fgets(line, MAXLINE, src);
	//fgets(line, MAXLINE, src);
	int line_num = 1;
	while ((fgets(buffer, MAXLINE, src)) != NULL) {
		sprintf(line, "%d.%s", line_num, buffer);
		fputs(line, dst);
		line_num++;
	}
	printf("每行内容前面已加上序号。\n");

	//3.关闭文件
	fclose(src);
	fclose(dst);

	return 0;
}

(3)fscanf / fprintf：格式化地读写

①fscanf

int fscanf(FILE* stream, const char* format, ...);

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②fprintf

int fprintf(FILE* stream, const char* format, ...);

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③代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#define MAXLINE 128

typedef struct Student {
	int id;
	char name[25];
	char gender;
	int chinese;
	int math;
	int english;
} Student;

int main(int argc, char* argv[]) {
	//xxx.exe src dst
	//0.参数校验
	if (argc != 3) {
		fprintf(stderr, "Usage: %s src dst\n", argv[0]);
		exit(1);
	}
	//1.打开文件
	FILE* src = fopen(argv[1], "r");
	if (!src) {
		fprintf(stderr, "Open %s failed.\n", argv[1]);
		exit(1);
	}

	FILE* dst = fopen(argv[2], "w");
	if (!dst) {
		fprintf(stderr, "Open %s failed.\n", argv[2]);
		fclose(src);
		exit(1);
	}

	//2.读写文件 (统计，转换，加密，解密)
	//(3)格式化地读写
	Student students[5];
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		fscanf(src, "%d%s %c%d%d%d",
			&students[i].id,
			students[i].name,
			&students[i].gender,
			&students[i].chinese,
			&students[i].math,
			&students[i].english);
	}

	//修改成绩
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		students[i].chinese *= 10;
		students[i].math *= 10;
		students[i].english *= 10;
	}

	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		fprintf(dst, "%d %s %c %d %d %d\n",
			students[i].id,
			students[i].name,
			students[i].gender,
			students[i].chinese,
			students[i].math,
			students[i].english);
	}

	printf("成绩已修改。\n");

	//3.关闭文件
	fclose(src);
	fclose(dst);

	return 0;
}

//a.txt
1 Edward M 100 100 100
2 Amber  F  99  99  99
3 Sam    M  98  98  98 
4 Windy  F  97  97  97
5 Chole  F  96  96  96

(4)fread / fwrite：读写二进制文件

①fread

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②fwrite

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③代码

1.核心代码：

//读写二进制文件 (复制)
char buffer[BUFSIZE];
int bytes;
while ((bytes = fread(buffer, 1, BUFSIZE, src)) > 0) {
	fwrite(buffer, 1, BUFSIZE, dst);
}

2.完整代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

#define BUFSIZE 4096

int main(int argc, char* argv[]) {
	//xxx.exe src
	//0.参数校验
	if (argc != 3) {
		fprintf(stderr, "Usage: %s src dst\n", argv[0]);
		exit(1);
	}
	//1.打开文件
	FILE* src = fopen(argv[1], "rb");
	if (!src) {
		fprintf(stderr, "Open %s failed.\n", argv[1]);
		exit(1);
	}

	FILE* dst = fopen(argv[2], "wb");
	if (!dst) {
		fprintf(stderr, "Open %s failed.\n", argv[2]);
		fclose(src);
		exit(1);
	}

	//2.读写文件 
	//(4)读写二进制文件 (复制)
	char buffer[BUFSIZE];
	int bytes;
	while ((bytes = fread(buffer, 1, BUFSIZE, src)) > 0) {
		fwrite(buffer, 1, BUFSIZE, dst);
	}


	//3.关闭文件
	fclose(src);
	fclose(dst);

	return 0;
}

4.文件定位、移动文件位置

(1)fseek

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

whence的三个宏：
①SEEK_SET：文件的起始位置，0
②SEEK_CUR：文件的当前位置，pos
③SEEK_END：文件的末尾位置，EOF

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(2)ftell

long int ftell(FILE* stream);

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(3)rewind

void rewind(FILE* stream);

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(4)课堂小练习

在这里插入图片描述

难点：
①如何确定文件的大小

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

char* readFile(const char* path) {
	//1.打开文件
	FILE* stream = fopen(path, "rb");
	if (stream == NULL) {  //!stream
		fprintf(stderr, "Open %s failed\n", path);
		exit(1);
	}

	//2.确定文件大小
	fseek(stream, 0, SEEK_END);
	long n = ftell(stream);
	char* content = malloc((n + 1) * sizeof(char));  // 1 for '\0'

	//3.读取文件
	rewind(stream);  //回到文件开头
	int bytes = fread(content, 1, n, stream);
	content[bytes] = '\0';

	//4.关闭文件
	fclose(stream);

	return content;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
	//0.参数校验
	if (argc != 2) {
		fprintf(stderr, "Usage: %s filename\n", argv[0]);
		exit(1);
	}

	char* content = readFile(argv[1]);

	//操作
	printf("%s\n", content);

	free(content);

	return 0;
}

5.错误处理：perror

1.如何检测错误
2.如何打印错误信息

①返回值
②errno，定义在 <errno.h> 头文件中
(每个线程都有自己的errno，线程特定变量)
③strerror(errno)，定义在 <string.h> 头文件中
④perror，错误的前缀信息，后面自带了
相当于调用了fprintf(stderr,"%s: ",%s)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

int main(void) {
	printf("%d\n", errno);  // 0：没有错误

	FILE* fp = fopen("not_exist.txt", "r");
	printf("%d\n", errno); 

	printf("%s\n", strerror(errno));  //将errno对应的错误信息，转化为人类可读的字符串

	perror("prefix");  //添加错误的前缀信息

	return 0;
}