文件操作相关知识点

一、为什么使用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、什么是文件磁盘硬盘上的文件是文件。但是在程序设计中我们⼀般谈的文件有两种程序文件、数据文件从文件功能的⻆度来分类的。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环境后缀为.obj,可执行程序windows环境后缀为.exe。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。本章讨论的是数据文件。 在以前各章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。2.3 文件名⼀个文件要有⼀个唯⼀的文件标识以便用户识别和引用。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三、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和⼆进制⽂件。 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的⽂件中就是⼆进制⽂件。 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。⼀个数据在⽂件中是怎么存储的呢 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。#includestdio.h int main() { int a 10000; FILE* pf fopen(test.txt, wb);//write binary fwrite(a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中 fclose(pf); pf NULL; return 0; }四、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。 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。4.1.2 标准流那为什么我们从键盘输⼊数据向屏幕上输出数据并没有打开流呢 那是因为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。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.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。 下⾯我们可以创建⼀个FILE*的指针变量 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。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。 ANSI C 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是文件的打开模式//fopen 打开文件成功返回文件信息区的地址打开文件失败返回NULL int main() { //绝对路径 FILE* pf fopen(D:\\新建文件夹\\test.txt, w); //相对路径 //.--当前路径 //..--上一级路径 FILE* pf fopen(.\\..\\..\\test.txt, w); if (pf NULL) { perror(fopen); return 1; } else { printf(打开文件成功\n); } //关闭文件 fclose(pf); pf NULL;//避免成为野指针 return 0; }五、文件的顺序读写5.1 顺序读写函数介绍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。5.2 对比一组函数scanf/printf/ 针对标准输入stdin-键盘输出stdout-屏幕的格式化的输入输出函数 fscanf/fprintf/ 针对所以输入流/所有输出流的格式化的输入/输出函数 sscanf/sprintf六、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⽂件内容的光标。int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );int main() { FILE* pf fopen(test.txt, r); if (pf NULL) { perror(fopen); return 1; } int ch fgetc(pf); fputs(ch, stdout); //定位文件位置指向 d fseek(pf, 3, SEEK_SET); ch fgetc(pf); fputs(ch, stdout); 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 );int main() { FILE* pf fopen(test.txt, r); if (pf NULL) { perror(fopen); return 1; } fputs(abcdefghi, pf); //写文件 fseek(pf, -3, SEEK_END); fputc(x, pf); int ret ftell(pf); printf(%d\n, ret); fclose(pf); pf NULL; 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; } fputs(abcdefghi, pf); //写文件 fseek(pf, -3, SEEK_END); fputc(x, pf); fseek(pf, 0, SEEK_END); int ret ftell(pf); printf(%d\n, ret); rewind(pf);//文件指针就回到了文件的起始位置了 //等价于fseek(pf,0,SEEK_SET) fclose(pf); pf NULL; return 0; }七、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 . 2. 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。int main() { FILE* pf fopen(test.txt, r); if (pf NULL) { perror(fopen); return 1; } //读文件 int ch 0; while ((ch fgetc(pf)) ! EOF) { printf(%c, ch); } fclose(pf); pf NULL; return 0; }//文本文件的例子 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); }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); }八、文件缓冲区ANSI C 标准采⽤“缓冲⽂件系统” 处理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。#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; }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。如果不做可能导致读写文件的问题。