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【C语言】文件的打开和关闭，文件的顺序读写_c语言文件打开与关闭

作者：盐析白兔 | 2024-02-19 03:23:03

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c语言文件打开与关闭

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5、标准输入输出流stdin、stdout

1、为什么使用文件

在编写例如通讯录、图书管理系统等程序的时候，所记录的数据，只有程序运行的时候才会有，但是如果结束运行，之前的数据全部没有了，又要重新输入、操作。这样子就很难受，我们在使用类似程序的时候，应该要把数据记录下来，只有自己选择删除的时候，对应信息才会被删除，这就涉及到了数据持久化问题。

要实现数据持久化可以把数据存放在磁盘文件中，或者存放到数据库里面。C语言里使用文件操作，我们就可以把数据放在磁盘文件中，实现数据持久化。

2、什么是文件

在程序设计中，从文件功能来分类，我们一般谈的文件有两种：程序文件、数据文件。

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）。

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。

在这里，显而易见，我们要讨论的是数据文件。

一个文件要有一个唯一标识，以便于用户识别和引用。这个标识俗称“文件名”。文件名包含三个部分：文件路径+文件名主干+后缀。例如：c:\code\test.c 这个文件名里面，文件路径是c:\code\ 文件名主干是test 后缀是.c

3、文件的打开和关闭

文件的打开

我们要对文件进行操作，首先就要打开文件，然后在文件里面进行数据的增删查改，用完之后关闭文件。下面一行是C语言内置的打开文件的函数，从中可以得知，该fopen函数有两个参数，返回值是FILE*。两个参数里面，第一个参数是文件名，第二个参数是打开文件的方式。

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

根据需求不同，打开文件也有不同的方式，比如我只需要知道这个文件里有什么数据，那么可以用“只读”方式打开文件，打开文件之后，文件里的内容不可更改。又或者我想要在这个文件后面新增内容，原有数据不变，那么可以用“追加”方式打开文件……

比如下方，我用“只读”方式打开文件（注意fopen的两个参数都是用双引号）。在这里设计FILE* 类型的指针pf来接收fopen函数的返回值，并且要判断pf指针是否为空。

这里fopen函数的第一个参数，发现并不是完整的文件名，而是 文件名主干+后缀 ，这是因为test.txt文件和这个C语言程序是在一个文件夹下面的，如下图。如果不是在一个文件夹下面，那么就要用完整的文件名：文件路径+文件名主干+后缀。前者叫相对路径，后者叫绝对路径。


#include<stdio.h>
 
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
    return 0;
}

文件的关闭

如下，文件关闭使用fclose()函数，该函数返回值是int类型，有一个参数。关闭成功，返回0，否则返回EOF(-1)。

int fclose ( FILE * stream );

如下代码，文件关闭在最后几行代码，用fclose()函数，该函数里面的参数是文件指针。这个函数执行后，test.txt文件被关闭，但是pf指针并不为空，为了避免野指针的情况，把pf指针置为空。


#include<stdio.h>
 
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
    //文件关闭
    fclose(pf);
    pf=NULL;
    return 0;
}

4、文件的顺序读写

4.1文件读写的特点

文件的读写和之前我们所使用的scanf、printf不一样。从下面图片可以看出。之前我们都是通过scanf函数，把数据从键盘输入到内存里面。然后利用printf函数，把内存里的数据输出到显示器里以方便我们看到。

但是在文件操作里面。输入、输出函数，一方面有多个；另一方面，打开文件后，对于输入函数，数据是从文件输入到内存里面，对于输出函数，数据是从内存里输出到文件内。

在这里相信会有一个小疑问：为什么进行文件操作的时候，要打开、关闭文件，而之前的程序使用scanf、printf都不需要打开键盘、显示器，关闭键盘、显示器呢？这是因为，每一个程序运行的时候，都默认打开了三个流。如下，键盘和屏幕都是默认打开、关闭的，不需要我们手动打开关闭。

stdin 标准输入流 --键盘
stdout 标准输出流 --屏幕
stderr 标准错误流 --屏幕

4.2fputc、fgetc函数

fputc函数

fgetc是字符输出函数，一次向文本输出一个字符，适用于所有输出流。

如下，fputc函数有一个int类型的返回值，以及两个参数。第一个参数是要输入文件的那个字符的ASCLL码，第二个参数是文件指针。这个函数的结果是：字符被写入流的内部位置指示器指示的位置，然后自动前进一。指示器可以理解为文件中的“光标”，写入一个字符之后，光标前进1个位置。

int fputc ( int character, FILE * stream );

比如下面代码，在 “//使用” 段里面的循环内容，依次把 'a' - 'z' 放到文件 test.txt 里面。进行第一次循环之前，和下方图片最左边的一样，文件里没有任何内容，光标在首位。执行第一次循环，把字符‘a’写入文件光标所在位置，光标后移一位到‘a’的后面。执行第二次循环，把字符‘b’写入光标所在处，光标后移一位到‘b’的后面……执行完毕后，光标在‘z’后面。


#include<stdio.h>
 
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	//使用
	for (int i = 0;i < 26;i++)
	{
		fputc('a' + i, pf);
	}
 
	//关闭
	fclose(pf);//此时pf并不指向NULL
	pf = NULL;
	return 0;
}

fgetc函数

fuptc是字符输入函数，一次向内存输入一个字符，适用于所有输入流。

如下，fgetc函数只有一个参数，返回值是int类型。该函数作用：返回指定流的内部文件位置指示器当前所指向的字符。然后，内部文件位置指示器将前进到下一个字符。

int fgetc ( FILE * stream );

如下代码和运行结果（test.txt是顺着上一段代码的，现在该文件里面是'a' - 'z'），虽然fgetc函数返回的是一个字符，但是其返回值是int类型，所以也要定义一个int类型的变量ch来接收该返回值。输出的时候用字符的输出格式即可。

在这里，由于只需要读取文件内的数据，所以用“只读”方式打开文件。打开文件后，光标是在首位，而不是在末尾，如下图。fgetc执行一次，光标后移一位。


#include<stdio.h>
 
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	int ch = 0;
	while ((ch=fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c ", ch);
	}
 
	//关闭
	fclose(pf);//此时pf并不指向NULL
	pf = NULL;
	return 0;
}

4.3fgets、fputs函数

fputs函数

fgets函数是文本行输出函数，一次向文本输出一串字符，适用于所有输出流。

如下，该函数有两个参数，返回值是int类型。第一个参数是要写入文件的字符串的指针，第二个参数是文件指针。该函数作用是：从指定的地址（str）开始复制，直到达到终止空字符（'\0'）。此终止空字符不会复制到流中。

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

如下代码和运行结果，值得注意的是，换行符要手动添加，否则会一直在某行输入直到该行满了。比如这段代码，连续用了两次fputs，第一次输入hello，第二次输入leo，但是两个字符串是在同一行的。只有手动输入\n才会换行。


#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test1.txt", "w");//相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	//写入文件，一行一行写
	fputs("hello", pf);
	fputs("leo",pf);
	//这里并不会换行，所以要换行的话，手动加\n
	fputs("\nnextline", pf);
 
	//关闭
	fclose(pf);//此时pf并不指向NULL
	pf = NULL;
	return 0;
}

fgets函数

fgets函数是文本行输入函数，一次向内存写入一串字符，适用于所有输入流。

如下，该函数返回值是char*类型，含有三个参数。该函数第一个参数是指向在其中复制字符串读取的字符数组的指针，第二个函数是读取字符的个数，第三个函数是文件指针。如果读取成功，返回str，否则返回NULL。该函数作用是：从流中读取字符并将其作为 C 字符串存储到 str 中，直到读取（num-1）个字符或到达换行符或文件结尾，以先发生者为准。

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

如下，这段代码也是基于上一段的，所以test1.txt文件里面的内容就是上面一张图片的内容。该程序运行的内存监视如下第一张图。成功从pf指向的文件中，读取4个字符，输出到arr数组中。并且第5个字符的位置，放的是'\0'。

将 “//fgets(arr,9,pf);” 这段取消注释之后，监视内存，发现结果如下第二张图片，读取了"oleo\n"这一串字符，然后结尾处加了'\0’。但是这段本意是想从文件读取8个字符写入arr，现在却只读取了5个字符。这是因为：到达换行符比读取8个字符先发生。见上面黄色背景的该函数用法。


#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test1.txt", "r");//相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	//读文件，一行一行读
	char arr[20] = "123456789";
	fgets(arr, 5, pf);//读 5-1 = 4 个，最后加的\0，并且最多只读一行。  如果一次未读完一行，那么下次接着读
	//fgets(arr,9,pf);
	printf(arr);
 
	//关闭
	fclose(pf);//此时pf并不指向NULL
	pf = NULL;
 
	return 0;
}

4.4fscanf、fprintf函数

fprintf函数

fprintf是格式化输出函数，一次向文件输出任意个数的字符，适用于所有输出流。

如下，该函数返回值是int类型，有三个参数。其第一个参数是文件指针，后面两个参数和printf的格式一摸一样。函数执行成功，返回输出字符的个数，否则返回负数。

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

如下函数和运行结果，文件里面的内容和预期一样。同样的，换行等内容也需要自己手动添加。


#include<stdio.h>
struct S
{
	char name[20];
	int age;
 
};
//写入结构体数据
int main()
{
	struct S a = { "zhangsan",20 };
 
	FILE* pf = fopen("test2.txt", "w");//相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	//格式化输出
	fprintf(pf, "struct S a:%s %d", a.name, a.age);
 
	//关闭
	fclose(pf);//此时pf并不指向NULL
	pf = NULL;
	return 0;
}

fscanf函数

fprintf是格式化输入函数，一次向内存输入任意个数的字符，适用于所有输入流。

和fpritnf类似，fscanf也有一个int类型的返回值，三个参数。其中，第一个参数是文件指针，后面两个参数和scanf函数的的格式一样。如果函数执行成功，返回输入的个数。

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

如下，没有太大问题。


#include<stdio.h>
struct S
{
	char name[20];
	int age;
 
};
int main()
{
	struct S b = { 0 };
 
	FILE* pf = fopen("test2.txt", "r");//相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	//格式化
	fscanf(pf,"%s %d",b.name,&(b.age));
	printf("%s %d", b.name, b.age);
 
	//关闭
	fclose(pf);//此时pf并不指向NULL
	pf = NULL;
	return 0;
}

5、标准输入输出流stdin、stdout

对于流（stream），上面六个函数，第一句话最后总会加上一个“适用于所有输入/输出流”,而上文4.1的内容，也提到了，stdin是标准输入流，stdout是标准输出流。那么stdin、stdout也适用于上面的所有函数。如下：

1、int fputc ( int character, FILE * stream ); fputc函数第二个参数是一个流，使用标准输出流stdout，那么则向标准输出流——屏幕输出字符'a'，其运行结果如下图，不过这个一般而言，用处不大。


#include<stdio.h>
 
int main()
{
 
	fputc('a', stdout);
	return 0;
}

2、char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream ); 如下，fgets函数第三个参数是一个流，使用标准输入流stdin的时候，就是从键盘输入到str里面。只读取4个字符到temp指向的空间。


#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test5.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	char temp[20] = { 1 };
	fgets(temp, 5, stdin);
	printf("%s", temp);
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

3、例如fprintf，也适用于所有流，所以标准输出流也适用，如下代码和运行结果。


#include<stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test5.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
 
	char name[20] = "zhangsan";
	int age = 20;
	fprintf(pf, "My name is :%s ,I am %d years old.",name,age);
 
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

关于文件，本文的讲解就到这里啦！！

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