【C语言】文件操作详解（非常详细，一学就会）_c语言文件操作

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前言

一、什么是文件？

1.1 程序文件

1.2 数据文件

1.3 文件名

二、文件指针

三、文件的打开和关闭

3.1 文件的打开模式:

 fread/fwrite 二进制的输入/输出：

 3.2 文件的顺序读写：

 1.fputc() - 写入一个字符

2. fgetc() - 读取一个字符

3.fgetc() - 连续读取多个字符 

4.fgetc() - 循环读取字符

5.fputs() - 写入一行字符串  

6.fgets() - 读取指定长度的数据

7.fprintf()-把s中的数据存放到文件中

8.fscanf() - 想从文件test.txt中读取数据放在s中

 9.fprintf() - 打印到屏幕上（标准输出流  - stdout）

 10.fputc() - 打印到屏幕上（标准输出流  - stdout）

 11.fwrite() - 以二进制的形式写进pf文件中

12.fread() - 以二进制的形式读

13.fread() - 以二进制的形式读（一次读一个数据）

3.3 对比一组函数

四、 文件的随机读写

 4.1 fseek(）

4.2 ftell

 4.3 rewind

 五、二进制文件和文本文件

六、 文件读取结束的判定

6.1 被错误使用的 feof

七、文件缓冲

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---

前言

为什么使用文件？如果没有文件，我们写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。

---

一、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（从文件功能的角度来分类的）。

1.1 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）。

1.2 数据文件

就是程序运行时读写的数据（本篇所涉及的就是数据文件）

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。

1.3 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。

文件名包含三个部分：文件路径+文件名主干+文件后缀

例如：c:\code\test.txt

为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

二、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，文件的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。

例如：VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型声明。

struct _iobuf {
	char* _ptr;
	int _cnt;
	char* _base;
	int _flag;
	int _file;
	int _charbuf;
	int _bufsiz;
	char* _tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;

 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。

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。

比如：

三、文件的打开和关闭

使用文件的三步骤：1.打开文件   2.读/写文件   3.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，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 );

3.1 文件的打开模式:

mode表示文件的打开模式，下面都是文件的打开模式：

 fread/fwrite 二进制的输入/输出：

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
 
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写数据
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	fwrite(arr, sizeof(arr[0]), sz,pf);
 
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

 3.2 文件的顺序读写：

 所有输入流：文件流，标准输入流  - stdin

所有输出流：文件流，标准输出流  - stdout

实例代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf;
	//打开文件
	pf = fopen("test.txt", "w");//写的形式打开，文件不存在，会建立一个新文件
 
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读写文件  输入一个字符
	fputc('a', pf);
 
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 如图：打开文件，查看是否用w+创建新文件，并且写入一个字符'a'。

 1.fputc() - 写入一个字符

//写文件
fputc('a',pf);

2. fgetc() - 读取一个字符

int ch = fgetc(pf);
//EOF = -1
if(ch!=EOF)
{
    printf("%c\n",ch);
}

3.fgetc() - 连续读取多个字符 

	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//c

4.fgetc() - 循环读取字符

	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c", ch);
	}

5.fputs() - 写入一行字符串  

	fputs("hello world", pf);

注意：fputs函数会覆盖文件里的原始数据。 

6.fgets() - 读取指定长度的数据

	char arr[10] = { 0 };
	fgets(arr, 10, pf);
	printf("%s\n", arr);

7.fprintf()-把s中的数据存放到文件中

struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct S s = { "张三",20,65.5f };
	//想把s中的数据存放在文件中
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件 - 以文本的形式写进去
	fprintf(pf,"%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

8.fscanf() - 想从文件test.txt中读取数据放在s中

struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct S s = {0 };
	//想从文件test.txt中读取数据放在s中
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件 - 
	fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));
	//打印在屏幕上
	printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

 9.fprintf() - 打印到屏幕上（标准输出流  - stdout）

struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct S s = { 0 };
	//想从文件test.txt中读取数据放在s中
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件 - 
	fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));
	//fprintf() - 打印到屏幕上
	fprintf(stdout,"%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

 10.fputc() - 打印到屏幕上（标准输出流  - stdout）

int main()
{
	fputc('a', stdout);
	return 0;
}

 11.fwrite() - 以二进制的形式写进pf文件中

int main()
{
	//整型数组
	int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写数据
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//以二进制的形式写进去
	fwrite(arr, sizeof(arr[0]), sz, pf);
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

12.fread() - 以二进制的形式读

int main()
{
	//整型数组
	int arr[5] = { 0 };
	FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读数据
	//以二进制的形式读
	fread(arr, sizeof(arr[0]), 5, pf);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);// 1 2 3 4 5
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

13.fread() - 以二进制的形式读（一次读一个数据）

int main()
{
	int arr[5] = { 0 };
	FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读数据 - 以二进制的形式读
	int i = 0;
	while (fread(arr + i, sizeof(int), 1, pf))
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

3.3 对比一组函数

实例代码： 

 
struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	char buf[200] = { 0 };
	struct S s = { "张三",20,65.5f };
	sprintf(buf,"%s %d %f", s.name, s.age, s.score);
 
	printf("1以字符串形式:%s\n", buf);
 
	struct S t = { 0 };
	sscanf(buf,"%s %d %f", t.name, &(t.age), &(t.score));
	printf("2按照格式打印:%s %d %f", t.name, t.age, t.score);
	return 0;
}

四、 文件的随机读写

 4.1 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 ( EILK* stream,long int offset,int origin );

int main()
{
//文件里的内容：abcdefghi
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
 
	//fseek(pf, 4, SEEK_CUR);//f    //SEEK_CUR  文件当前位置
	//fseek(pf, 5, SEEK_SET);//f    //SEEK_CUR  文件起始位置
	fseek(pf, -4, SEEK_END);//f    //SEEK_CUR  文件末尾
 
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

4.2 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()
{
	//文件内容：abcdefghi
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	fseek(pf, -4, SEEK_END);
	printf("%d\n", ftell(pf));//返回指针相对于起始位置的偏移量
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 4.3 rewind

让文件指针的位置回到文件的起始位置

void rewind ( FILE* stream );

int main()
{
	//文件内容：abcdefghi
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
	fseek(pf, -4, SEEK_END);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//f
 
	rewind(pf);//回到起始位置
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 五、二进制文件和文本文件

根据数据的组成形式，数据文件被称分为二进制文件或文本文件。

数据在内存中以二进制形式存储，如果不加转换的输出到外存的文件中，就是二进制文件。

数据在外存上以ASCII码的形式存储，则需要再存储前转换。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？

字符一律以ASCII码形式存储。

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形式输出到磁盘，则磁盘占5个字节（每个字符一个字节）；以二进制输出，在磁盘中只占4个字节。

实例代码：

int main()
{
	int a = 10000;
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写在文件中
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 在VS打开二进制文件：

六、 文件读取结束的判定

6.1 被错误使用的 feof

注意：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.文件现在读取结束了，但是是什么原因读取结束的呢？

 实例代码：

int main()
{
	//test.txt文件中内容：abcdefghi
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读取
	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c\n", ch);
	}
	//判断是声明原因导致读取结束的
	if (feof(pf))
		printf("遇到文件末尾，读取正常结束\n");
	else if(ferror(pf))
		perror("fgetc");
	return 0;
}

 2.文本文件读取结束，判断返回值是否为 EOF ( fgetc )，或者 NULL ( fgets )

例如：

• fgetc判断是否为EOF
• fgetc判断返回值是否为NULL

3.二进制文件的读取结束判断，判断返回值是否小于要读的个数。

例如：fread判断返回值是否小于实际要读的个数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
enum { SIZE = 5};
int main()
{
	double a[SIZE] = { 1.,2.,3.,4.,5. };
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	fwrite(a, sizeof  *a, SIZE, pf);
	fclose(pf);
 
	double b[SIZE];
	pf = fopen("test.txt", "rb");
	size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, SIZE, pf);
	if (ret_code == SIZE)
	{
		puts("数组读取成功，内容:");
		for (int n = 0; n < SIZE; n++)
		{
			printf("%f ", b[n]);
		}
		putchar('\n');
	}
	else
	{
		if (feof(pf))
			printf("读取test.txt错误:文件的意外结束\n");
		else if(ferror(pf))
			printf("读取test.txt时出错\n");
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

七、文件缓冲区

ANSIC 标准采用“缓冲文件系统”处理数据的，所谓缓冲文件系统是指系统自动地在内存中为程序1中每一个正在使用的文件开辟一块“文件缓冲区”。

#include <stdio.h>
#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;

结论：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中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。