C语言的文件操作详解（字符读写，字符串读写，快数据读写，格式化读写）_c语言文件的读取和写入知识点

文件

1、文件基本概念

C程序把文件分为ASCII文件和二进制文件，ASCII文件又称文本文件，二进制文件和文本文件（也称ASCII码文件）二进制文件中，数值型数据是以二进制形式存储的，

而在文本文件中，则是将数值型数据的每一位数字作为一个字符以其ASCII码的形式存储，因此，文本文件中的每一位数字都单独占用一个字节的存储空间，

而二进制文件则是把整个数字作为一个二进制数存储的，并非数值的每一位数字都占用单独的存储空间，无论一个C语言文件的内容是什么，

它一律把数据看成是字节构成的序列，即字节流，对文件的存取也是以字节为单位的，输入/输出的的数据流仅受程序控制而不受物理符号（如回车换行符）的控制，所以说C语言文件为流式文件

C语言的文件存取有两种方式：顺序存取和随机存取

需要理解的知识点包括：

1. 数据流
2. 缓冲区
3. 文件类型
4. 文件存取方式

数据流：

指程序与数据的交互是以流的形式进行的。进行C语言文件的存取时，都会先进行“打开文件”操作，这个操作就是在打开数据流，而“关闭文件”操作就是关闭数据流。

缓冲区(Buffer)：

指在程序执行时，所提供的额外内存，可用来暂时存放做准备执行的数据。它的设置是为了提高存取效率，因为内存的存取速度比磁盘驱动器快得多。

C语言中带缓冲区的文件处理：

C语言的文件处理功能依据系统是否设置“缓冲区”分为两种：一种是设置缓冲区，另一种是不设置缓冲区。由于不设置缓冲区的文件处理方式，必须使用较低级的I/O函数(包含在头文件io.h和fcntl.h中来直接对磁盘存取，这种方式的存取速度慢，并且由于不是C的标准函数，跨平台操作时容易出问题。下面只介绍第一种处理方式，即设置缓冲区的文件处理方式：

当使用标准I/O函数(包含在头文件stdio.h中时，系统会自动设置缓冲区，并通过数据流来读写文件。当进行文件读取时，不会直接对磁盘进行读取，而是先打开数据流，将磁盘上的文件信息拷贝到缓冲区内，然后程序再从缓冲区中读取所需数据，如下图所示：

事实上，当写入文件时，并不会马上写入磁盘中，而是先写入缓冲区，只有在缓冲区已满或“关闭文件”时，才会将数据写入磁盘，如下图所示。

文件类型：

分为文本文件和二进制文件两种。

文本文件是以字符编码的方式进行保存的。二进制文件将内存中数据原封不至文件中，适用于非字符为主的数据。如果以记事本打开，只会看到一堆乱码。

其实，除了文本文件外，所有的数据都可以算是二进制文件。二进制文件的优点在于存取速度快，占用空间小，以及可随机存取数据。

文件存取方式：

包括顺序存取方式和随机存取方式两种。

顺序读取也就是从上往下，一笔一笔读取文件的内容。保存数据时，将数据附加在文件的末尾。这种存取方式常用于文本文件，而被存取的文件则称为顺序文件。

随机存取方式多半以二进制文件为主。它会以一个完整的单位来进行数据的读取和写入，通常以结构为单位。

文本文件操作

C语言中主要通过标准I/O函数来对文本文件进行处理。相关的操作包括打开、读写、关闭与设置缓冲区。
相关的存取函数有：fopen(), fclose(), fgetc(), fputc(), fgets(), fputs(),fprintf(), fscanf()等。

注意：应提前建立一个.text文本文件，放到与.c文件同一个文件夹中
fopen() 打开文件函数 （成功打开后指向该流的文件指针就会被返回，失败返回NULL）
fclose() 关闭文件函数

文件的使用方式和含义：

一、字符读写

1、字符写入文件函数 fputc

fputc函数的原型如下：

int fputc( int c, FILE *fp );
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参数说明：
其中，c是要写入的字节，它虽被定义为整型，但只使用最低位的一字节，fp是文件指针。

fputc的功能:
将字节c输出至fp所指向的文件。如果成功，位置指针自动后 移1字节的位置，并且返回c；否则返回EOF。

2、从文件中读取字符 fgetc

fgetc函数的原型如下:

 int fgetc( FILE *fp );
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参数说明：
其中fp为文件指针。

fgetc的功能:
从fp所指向的文件中读取一个字节，如果成功则返回读取的字节，位置指针自动后移1字节的位置；否则返回EOF。

二、字符串的读写

1、字符串写入文件函数 fputs

fputs函数的原型如下：

int fputs( const char *s, FILE *fp );
1

参数说明：
其中，s是要写入的字符串，fp是文件指针。

fputs的功能：
将字符串s输出至fp所指向的文件（不含’\0’）。如果成功，位置指针自动后移，函数返回一个非负整数；否则返回EOF。

2、从文件中读取字符 fgets

fgets函数的原型如下：

char *fgets( char *s， int n， FILE *fp );
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参数说明：
其中，s指向待赋值字符串的首地址，n是控制读取个数的参数，fp为文件指针。

fgets的功能：
从位置指针开始读取 一行或n-1个字符，并存入s，存储时自动在字符串结尾加上’\0’。如果函数执行成功，位置指针自动后移，
并返回s的值，否则返回NULL。

三、块数据读写

所谓块读写，就是读写n块以m个字节为单位的二进制数据，可以是一个字符**（一个字符为一字节，则块大小为11），可以是一个长度为n字符串（块大小1n），可以是长度为n的整型数组（整型以4字节算，块大小4n）**，也可以是结构体等任意数据类型，并没有什么限制。

1、向文件中写入块数据fwrite

fwrite函数的原型如下：

 size_t fwrite ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp );
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参数说明：
ptr：指向保存读写数据的内存的指针，它可以指向数组、变量、结构体等。
size：表示每个数据块的字节数。
count：表示要读写的数据块的块数。
fp：表示文件指针。
理论上，每次读写 size*count 个字节的数据。

fwrite的功能：
从内存中的ptr指向的地址开始，将连续n*size字节的内容写入fp文件中。该函数的返回值是实际写入的数据块个数。

2、从文件中读取块数据fread

fread函数的原型如下：

 size_t fread ( void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp );
//size_t 是在 stddef.h 头文件中使用 typedef 定义的数据类型，表示无符号整数，也即非负数，常用来表示数量。
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参数说明：
同fwrite

fread的功能：
从文件fp中，连续读取n*size字节的内容，并存入ptr指向的内存空间。该函数的返回值是实际读入的数据块个数。

四、格式化读写

格式化读写函数包括fprintf和fscanf两个函数，它们只用于文本文件的读写，不能用于二进制文件的读写。文本文件与二进制文件的区别下面注意点中有介绍。

1、格式化写入文件fprintf

fprintf函数的原型如下：

int fprintf( FILE *fp, const char* format, 输出参数1, 输出参数2… );
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参数说明:
其中，fp是文件指针，format为格式控制字符串，输出参数列表为待输出的数据。

fprintf的功能：
根据指定的格式（format参数）发送数据（输出参数）到文件fp。

例：

#include <stdio.h>
  
int main()
{
    FILE *fp;
    fp = fopen("a.txt","w");
    int a = 10;
    double f = 11.11;
    fprintf(fp, "%d%lf", a, f);
    fclose(fp);
    return 0;
}
 
注意：fprintf()按格式输入到流，其用法和printf()相同，不过不是写到控制台，而是写到流罢了。注意的是
返回值为此次操作写入到文件的字节数。如int c =fprintf(fp, "%s %s %d %f", str1,str2, a, b) ;
假设str1：10字节；str2：10字节；a：2字节；b：8字节；则最终c为33，因为写入时不同的数据间自动加入一个空格。
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2、从文件中格式化读取fscanf

fscanf函数的原型如下：

int fscanf( FILE *fp,  const char* format, 地址1，地址2… );
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函数说明：
其中，fp是文件指针，format为格式控制字符串，地址列表为输入数据的存放地址。

fscanf的功能：
根据指定的格式（format参数）从文件fp中读取数据至内存（地址）。

例：

#include <stdio.h>
  
int main()
{
    FILE *fp;   
    fp = fopen("a.txt","r"); //需要创建a.txt文件，然后写入两个数据，空格隔开
    int i=0;
    double f=0;
    fscanf( fp, "%d%lf", &i, &f );
    fclose(fp);
    printf("%d\n%lf\n",i,f);
    return 0;
}
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五、总结

1、fputc和fgetc注意点

fputc 每次只能存一个字节，如果将整型、浮点型等数据类型写入文件（因为整型浮点型每个数据都需要好几个字节，由于平台不同不固定，具体自己查不列出），就会造成数据只截取最后一个字节导致数据出错；同理fgetc每次也只能读取一个字节。这时用 fprintf 和 fscanf 函数格式化读写比较合适。

fgetc 每次调用只能获取一个字节，如果是中文字符，utf8 编码会占用三个字节，因此要用 fgets 来读取。当然你不嫌累也可以用 fgetc 读三次，然后拼成一个中文字符。

2、fputs和fgets注意点

fgets 有局限性，每次最多只能从文件中读取一行内容，因为 fgets 遇到换行符就结束读取。如果希望读取多行内容，需要使用 fread 函数；相应地写入函数为 fwrite。

3、fwrite和fread注意点

fwrite和fread直接读写二进制文本。

常用文件函数及功能