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一什么是文件

1.1程序文件：

1.2數(shù)據(jù)文件：

1.3文件名

二.文件的打開與關(guān)閉

2.1流和標(biāo)準(zhǔn)流

2.2 文件指針

?2.3文件的打開與關(guān)閉

?三.文件的順序讀寫

3.1順序讀寫函數(shù)介紹

fgetc

fputc

fgets

fputs

四.文件的隨機(jī)讀寫

4.1 fseek

4.2 ftell

4.3 rewind

五.文件讀取結(jié)束的判定

文件緩沖區(qū)

一什么是文件

文件是數(shù)據(jù)按特定格式或協(xié)議存儲(chǔ)在外部介質(zhì)上的一種數(shù)據(jù)集合。文件通常是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上，如硬盤、光盤、磁帶等，也可以是存儲(chǔ)在外部設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)中。

但是在程序設(shè)計(jì)中，我們?般談的文件件有兩種：程序文件、數(shù)據(jù)文件（從文件功能的文件度來分類的）。

1.1程序文件：

這類文件包含源程序文件、目標(biāo)文件或可執(zhí)行程序。

源程序文件：

通常以 .c、.cpp、.java 等作為后綴，它們包含程序員編寫的源代碼，這些源代碼需要被編譯器或解釋器轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行代碼才能在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

目標(biāo)文件：

在編譯過程中產(chǎn)生的中間文件，例如在 Windows 環(huán)境下通常以 .obj 為后綴。這些文件包含編譯器從源程序文件生成的機(jī)器語言代碼，但通常還不能直接運(yùn)行，需要鏈接器進(jìn)一步處理。

可執(zhí)行程序：

這是經(jīng)過編譯和鏈接后生成的文件，可以直接在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。在 Windows 環(huán)境下，可執(zhí)行程序通常以 .exe 為后綴。

1.2數(shù)據(jù)文件：

文件的內(nèi)容不?定是程序，?是程序運(yùn)行時(shí)讀寫的數(shù)據(jù)，比如程序運(yùn)行需要從中讀取數(shù)據(jù)的文件，或者輸出內(nèi)容的文件。

本章討論的是數(shù)據(jù)文件。

在以前各章所處理數(shù)據(jù)的輸入輸出都是以終端為對(duì)象的，即從終端的鍵盤輸?數(shù)據(jù)，運(yùn)行結(jié)果顯示到顯示器上。

其實(shí)有時(shí)候我們會(huì)把信息輸出到磁盤上，當(dāng)需要的時(shí)候再?gòu)拇疟P上把數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中使?，這?處理的就是磁盤上文件。

1.3文件名

?個(gè)文件要有?個(gè)唯?的文件標(biāo)識(shí)，以便用戶識(shí)別和引用。

文件名包含3部分：文件路徑+文件名主干+文件后綴

二.文件的打開與關(guān)閉

2.1流和標(biāo)準(zhǔn)流

流

我們程序的數(shù)據(jù)需要輸出到各種外部設(shè)備，也需要從外部設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，不同的外部設(shè)備的輸?輸出操作各不相同，為了?便程序員對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行方便的操作，我們抽象出了流的概念，我們可以把流想象成流淌著字符的河。

C程序針對(duì)文件、畫面、鍵盤等的數(shù)據(jù)輸?輸出操作都是通過流操作的。?般情況下，我們要想向流里寫數(shù)據(jù)，或者從流中讀取數(shù)據(jù)，都是要打開流，然后操作。

標(biāo)準(zhǔn)流

那為什么我們從鍵盤輸?數(shù)據(jù)，向屏幕上輸出數(shù)據(jù)，并沒有打開流呢？

那是因?yàn)镃語?程序在啟動(dòng)的時(shí)候，默認(rèn)打開了3個(gè)流：

?stdin標(biāo)準(zhǔn)輸?流，在大多的環(huán)境中從鍵盤輸?，scanf函數(shù)就是從標(biāo)準(zhǔn)輸?流中讀取數(shù)據(jù)。

?? stdout標(biāo)準(zhǔn)輸出流，大多數(shù)的環(huán)境中輸出至顯示器界?，printf函數(shù)就是將信息輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出流中。

? stderr標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤流，大多數(shù)環(huán)境中輸出到顯示器界面。

這是默認(rèn)打開了這三個(gè)流，我們使用scanf、printf等函數(shù)就可以直接進(jìn)行輸?輸出操作的。

?stdin、stdout、stderr三個(gè)流的類型是： FILE* ，通常稱為文件指針。

2.2 文件指針

緩沖文件系統(tǒng)中，關(guān)鍵的概念是“文件類型指針”，簡(jiǎn)稱“文件指針”。

文件指針在C語言中是一個(gè)用于指向文件的變量。這個(gè)指針通常是一個(gè)指向FILE結(jié)構(gòu)體類型的指針。

VS2022編譯環(huán)境提供的 stdio.h 頭?件中有以下的?件類型申明：

struct _iobuf {

char *_ptr;

int _cnt;

char *_base;

int _flag;

int _file;

int _charbuf;

int _bufsiz;

char *_tmpfname;

};

typedef struct _iobuf FILE;

不同的C編譯器的FILE類型構(gòu)的包含的內(nèi)容不完全相同，但是大同小異。每當(dāng)打開?個(gè)文件的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)文件的情況自動(dòng)創(chuàng)建?個(gè)FILE結(jié)變量，并填充其中的信息，使用者不必關(guān)心細(xì)節(jié)。

?般都是通過?個(gè)FILE的指針來維護(hù)這個(gè)FILE結(jié)構(gòu)的變量，這樣使?起來更加方便。

FILE* pf;

定義pf是?個(gè)指向FILE類型數(shù)據(jù)的指針變量。可以使pf指向某個(gè)文件的文件信息區(qū)（是?個(gè)結(jié)構(gòu)體變量）。通過該文件信息區(qū)中的信息就能夠訪問該文件。也就是說，通過文件指針變量能夠間接找到與它關(guān)聯(lián)的文件。

?2.3文件的打開與關(guān)閉

文件在讀寫之前應(yīng)該先打開?件，在使?結(jié)束之后應(yīng)該關(guān)閉文件。

在編寫程序的時(shí)候，在打開文件的同時(shí)，都會(huì)返回?個(gè)FILE*的指針變量指向該文件，也相當(dāng)于建立了指針和文件的關(guān)系。

ANSIC規(guī)定使用?fopen 函數(shù)來打開文件， fclose 來關(guān)閉文件。

fopen

函數(shù)原型：

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

filename：要打開或創(chuàng)建的文件的名稱（包括路徑，如果需要的話）。 mode：指定文件打開模式的字符串。這些模式字符串決定了文件應(yīng)該如何被打開以及你可以如何使用這個(gè)文件。

文件的打開模式：

文件的使用方式含義如果指定不存在“r”（只讀）為了輸?數(shù)據(jù)，打開?個(gè)已經(jīng)存在的文本文件出錯(cuò)“w”（只寫）為了輸出數(shù)據(jù)，打開?個(gè)文本文件建立一個(gè)新的文件“a”（追加）向文本文件尾添加數(shù)據(jù)建立一個(gè)新的文件rb”（只讀為了輸入數(shù)據(jù)，打開?個(gè)?進(jìn)制文件出錯(cuò)“wb”（只寫）為了輸出數(shù)據(jù)，打開?個(gè)?進(jìn)制文件建立一個(gè)新的文件“ab”（追加）向?個(gè)?進(jìn)制文件尾添加數(shù)據(jù)建立?個(gè)新的文件“r+”（讀寫）為了讀和寫，打開?個(gè)文本文件出錯(cuò)“w+”（讀寫為了讀和寫，建議?個(gè)新的文件建立一個(gè)新的文件“a+”（讀寫打開?個(gè)文件，在文件尾進(jìn)行讀寫建立一個(gè)新的文件“rb+”（讀寫）為了讀和寫打開?個(gè)?進(jìn)制文件出錯(cuò)“wb+”（讀寫）為了讀和寫，新建?個(gè)新的?進(jìn)制文件建立?個(gè)新的文件“ab+”（讀寫）打開?個(gè)?進(jìn)制文件，在文件尾進(jìn)?讀和寫建立?個(gè)新的文件

fclose

函數(shù)原型：

int fclose(FILE *stream);

FILE *stream：這是一個(gè)指向 FILE 對(duì)象的指針，該對(duì)象標(biāo)識(shí)了要被關(guān)閉的文件。這個(gè)指針通常是通過 fopen、freopen 或 fdopen 函數(shù)返回的。

返回值：如果成功關(guān)閉了文件，fclose 返回零（0）。如果發(fā)生錯(cuò)誤，返回非零值（EOF ）。

代碼實(shí)現(xiàn)：

#include

int main()

{

FILE* fp;

// 以寫入模式打開文件

fp = fopen("test.txt", "w");

if (fp == NULL)

{

printf("無法打開文件\n");

return 1;

}

// 寫入數(shù)據(jù)到文件

fprintf(fp, "Hello, World!\n");

// 關(guān)閉文件

fclose(fp);

return 0;

}

?三.文件的順序讀寫

3.1順序讀寫函數(shù)介紹

函數(shù)名功能適用于fgetc字符輸?函數(shù)所有輸?流fputc字符輸出函數(shù)所有輸?流fgets文本行輸?函數(shù)所有輸?流fputs文本行輸出函數(shù)所有輸?流fscanf格式化輸?函數(shù)所有輸?流fprintf格式化輸出函數(shù)所有輸?流fread?進(jìn)制輸?文件fwrite?進(jìn)制輸出文件

fgetc

代碼實(shí)現(xiàn)：

????????

#include

int main()

{

FILE* pf;

char ch;

// 打開文件

pf = fopen("test.txt", "r");

if (pf == NULL) {

perror(" fopen fail");

return 1;

}

// 逐字符讀取文件內(nèi)容

while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)

{

printf("%c",ch); // 輸出讀取到的字符

}

// 關(guān)閉文件

if (fclose(pf) != 0) {

perror("fclos fail");

return 1;

}

return 0;

}

fputc

函數(shù)原型：

int fputc(int character, FILE *stream);

character：需要寫入的字符。雖然該參數(shù)被定義為 int 類型，但實(shí)際上它只使用 int 類型的低八位，并將其作為無符號(hào)字符來處理。

stream：要寫入字符的文件流。這通常是通過 fopen 函數(shù)打開的文件。

#include

int main()

{

FILE* pf;

// 打開文件

pf = fopen("test.txt", "r");

if (pf == NULL)

{

perror("fopen fail");

return 1;

}

// 將字符 'A' 寫入文件

fputc('A', pf);

int ch = fgetc(pf);

printf("讀取的字符 %c",ch);

// 關(guān)閉文件

if (fclose(pf) != 0)

{

perror("fclose fail");

return 1;

}

return 0;

}

?輸出結(jié)果：

fgets

函數(shù)原型：

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

str：指向一個(gè)字符數(shù)組的指針，該數(shù)組將存儲(chǔ)從文件讀取的字符串。 n：指定要讀取的最大字符數(shù)（包括最后的空字符，但通常不包括換行符）。通常，這個(gè)值設(shè)置為數(shù)組的大小。 stream：指向要讀取的文件的指針。

返回值：

如果成功，fgets 將返回一個(gè)指向 str 的指針。如果發(fā)生錯(cuò)誤或到達(dá)文件末尾（EOF），fgets 將返回 NULL。

fputs

函數(shù)原型：

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

?str：要寫入文件的字符串。 stream：一個(gè)指向 FILE 對(duì)象的指針，該對(duì)象標(biāo)識(shí)了要寫入字符的流?

代碼實(shí)現(xiàn)： ?

#include

int main()

{

FILE* pf;

char* arr = "hello world";

// 打開目標(biāo)文件

pf = fopen("test.txt", "w"); //寫入數(shù)據(jù)

if (pf == NULL)

{

perror("fopen fail");

return 1;

}

fputs(arr, pf);

//關(guān)閉文件

fclose(pf);

pf = fopen("test.txt", "r");//讀取數(shù)據(jù)

if (pf == NULL)

{

perror("fputs fail");

return 1;

}

char line[100];

while (fgets(line, sizeof(line), pf) != NULL)

{

printf("%s", line);

}

// 關(guān)閉文件

fclose(pf);

return 0;

}

四.文件的隨機(jī)讀寫

4.1 fseek

函數(shù)原型：

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

其中，參數(shù)stream表示文件指針；offset表示要移動(dòng)的字節(jié)數(shù)，可以是正數(shù)或負(fù)數(shù)；origin表示起始位置

有三種取值：

SEEK_SET從文件開頭開始計(jì)算偏移量SEEK_CUR從當(dāng)前位置開始計(jì)算偏移量SEEK_END從文件末尾開始計(jì)算偏移量

#include

int main()

{

FILE* pf = fopen("test.txt", "r");

if (pf == NULL)

{

perror("打開文件失敗");

return 1;

}

// 將文件指針移動(dòng)到文件的第四個(gè)字節(jié)

fseek(pf, 3, SEEK_SET); // SEEK_SET表示從文件開始位置計(jì)算偏移量

// 讀取當(dāng)前文件指針指向的字符

int ch1 = fgetc(pf);

if (ch1 != EOF)

{

printf("第四個(gè)字符是：%c\n", ch1);

}

else

{

printf("讀取第四個(gè)字符失敗\n");

}

if (fseek(pf, -1, SEEK_END) == 0) // -1表示向前移動(dòng)一個(gè)字節(jié)

{

// 讀取當(dāng)前指針指向的字符

int ch2 = fgetc(pf);

if (ch2 != EOF)

{

printf("文件末尾之前的字符是：%c\n", ch2);

}

else

{

printf("讀取失敗\n");

}

else

{

printf("無法定位到文件末尾之前的位置\n");

}

//關(guān)閉文件

fclose(pf);

return 0;

}

?輸出結(jié)果：

4.2 ftell

函數(shù)原型：

long ftell(FILE *stream);

stream：這是一個(gè)指向 FILE 對(duì)象的指針，該對(duì)象標(biāo)識(shí)了一個(gè)打開的文件流。

#include

int main() {

FILE* pf = fopen("test.txt", "r");

if (pf == NULL)

{

perror("fopen");

return 1;

}

fseek(pf,0,SEEK_END);

long size = ftell(pf);

// 關(guān)閉文件

fclose(pf);

printf("文件長(zhǎng)度：%ld\n",size);

return 0;

}

4.3 rewind

作用是將文件內(nèi)部的位置指針重新指向一個(gè)流的開頭

函數(shù)原型：

void rewind ( FILE * stream );

stream為已打開文件的指針。

#include

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);//回到起始位置

fread(buffer, 1, 26, pFile);//讀取數(shù)據(jù)

fclose(pFile);

buffer[26] = '\0';

printf(buffer);

return 0;

}

五.文件讀取結(jié)束的判定

被錯(cuò)誤使?的 feof 牢記：在文件讀取過程中，不能用feof函數(shù)的返回值直接來判斷文件的是否結(jié)束。?feof 的作用是：當(dāng)?件讀取結(jié)束的時(shí)候，判斷是讀取結(jié)束的原因是否是：遇到文件尾結(jié)束。

1.文本文件讀取是否結(jié)束，判斷返回值是否為 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）

例如：

? fgetc 判斷是否為 EOF 。

? fgets 判斷返回值是否為 NULL 。

文件緩沖區(qū)

ANSIC標(biāo)準(zhǔn)采用“緩沖文件系統(tǒng)”處理的數(shù)據(jù)文件的，所謂緩沖文件系統(tǒng)是指系統(tǒng)自動(dòng)地在內(nèi)存中為程序中每?個(gè)正在使用的文件開辟?塊“文件緩沖區(qū)”。從內(nèi)存向磁盤輸出數(shù)據(jù)會(huì)先送到內(nèi)存中的緩沖區(qū)，裝滿緩沖區(qū)后才一起送到磁盤上。如果從磁盤向計(jì)算機(jī)讀入數(shù)據(jù)，則從磁盤文件中讀取數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)存緩沖區(qū)（充滿緩沖區(qū)），然后再?gòu)木彌_區(qū)逐個(gè)地將數(shù)據(jù)送到程序數(shù)據(jù)區(qū)（程序變量等）。緩沖區(qū)的大小根據(jù)C編譯系統(tǒng)決定的。

#include

//VS2019 WIN11環(huán)境測(cè)試

int main()

{

FILE*pf = fopen("test.txt", "w");

fputs("abcdef", pf);//先將代碼放在輸出緩沖區(qū)

printf("睡眠10秒-已經(jīng)寫數(shù)據(jù)了，打開test.txt?件，發(fā)現(xiàn)?件沒有內(nèi)容\n");

Sleep(10000);

printf("刷新緩沖區(qū)\n");

fflush(pf);//刷新緩沖區(qū)時(shí)，才將輸出緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫到?件（磁盤）

//注：fflush 在?版本的VS上不能使?了

printf("再睡眠10秒-此時(shí)，再次打開test.txt?件，?件有內(nèi)容了\n");