[C++]C语言读取写入CSV文件 [一]基础篇

本系列介绍了如何利用C语言读取写入CSV文件，本篇是系列的第一篇，介绍了利用C语言读写CSV文件的基础内容，包括什么是CSV、C语言写入CSV文件、和C语言读取CSV文件。

本系列文章目录

[一] 基础篇

[二] 进阶篇——写入CSV

[三] 进阶篇——读取CSV

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什么是CSV？

CSV 是一种以纯文本形式存储的表格数据，具体介绍如下（来自维基百科）：

逗号分隔值（Comma-Separated Values， CSV，有时也称为 字符分隔值，因为分隔字符也可以不是逗号），其文件以纯文本形式存储表格数据（数字和文本）。纯文本意味着该文件是一个字符序列，不含必须像二进制数字那样被解读的数据。CSV文件由任意数目的记录组成，记录间以某种换行符分隔；每条记录由字段组成，字段间的分隔符是其它字符或字符串，最常见的是逗号或制表符。通常，所有记录都有完全相同的字段序列。

简单的说，CSV 是一种通用的、相对简单的表格文件格式，最广泛的应用就是在不同程序之间转移表格数据。值得注意的是，CSV 并没有一种单一的、定义明确的格式（虽然有一个 RFC 4180 的定义），一般地，CSV 文件具有如下特征：

1. 纯文本，使用某个特定的字符集保存，例如 ASCII、Unicode 等
2. 由一条条记录组成，一般每一行代表一条记录
3. 每条记录被分隔符划分为不同的字段，最常见的分隔符是逗号，毕竟其中文名叫逗号分隔值:)
4. 每条记录相同的字段序列

因为CSV 并没有一种单一的、定义明确的格式，因此下面的内容以最常见的格式为例，即逗号(,)分隔字段，换行符(\n)分隔记录。

C 语言写入 CSV 文件

首先我们来了解如何写入一个 CSV 文件，下面是示例代码：

// 1-1.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main()
{
    FILE *fp = fopen("tmp.csv", "w+");
    if (fp == NULL) {
        fprintf(stderr, "fopen() failed.\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    fprintf(fp, "ID,Name,Points\n");
    fprintf(fp, "1,qwe,1.1\n");
 
    int id = 2;
    char *name = "asd";
    float point = 2.2;
    fprintf(fp, "%d,%s,%f\n", id, name, point);
 
    fclose(fp);
    return 0;
}

上述代码中，首先便是打开一个 CSV 文件，若打开失败，那么则报告出错结束程序。接下来便是向打开的 CSV 文件写入内容：

fprintf(fp, "ID,Name,Points\n");

常见的CSV文件的分隔符是逗号(,)，被分隔符分开的字段会位于不同的列。在上述语句中，ID、Name、Points 被分隔符分开，因此这个CSV文件共有3列，分别是ID、Name、Points。

CSV文件是由一条条记录组成的，常见划分不同记录的符号是换行符(\n)。在上述语句中，ID、Name、Points 分别属于同一行上的不同三列，很显然，这条记录是表头。

接下来的 fprintf(fp, "1,qwe,1.1\n"); 语句写入的记录为 1、qwe、1.1，分为三列，正好对应于 ID=1、Name=qwe、Points=1.1。前一条语句采用了直接写入，但很多时候我们的值是变化的，幸运的是，CSV的写入同样支持格式化写入，代码如下：

int id = 2;
char *name = "asd";
float point = 2.2;
fprintf(fp, "%d,%s,%f\n", id, name, point);

最后写入的记录为 2(ID)、asd(Name)、2.2(Points)。运行程序，查看 CSV 文件内容，结果为：

图1. CSV文件内容截图

C 语言读取 CSV 文件

示例程序如下：

// 1-2.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
    FILE *fp = fopen("tmp.csv", "r");
    if (fp == NULL) {
        fprintf(stderr, "fopen() failed.\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    char row[80];
    char *token;
    while (fgets(row, 80, fp) != NULL) {
        printf("Row: %s", row);
        token = strtok(row, ","); 
        while (token != NULL) {
            printf("Token: %s\n", token);
            token = strtok(NULL, ",");
        }
    }
 
    fclose(fp);
    return 0;
}

首先要打开将要读取的CSV文件，这一步和写入一样，不再赘述。

while (fgets(row, 80, fp) != NULL) {
    printf("Row: %s", row);
    // other code
}

因为CSV文件是一个纯文本文件，因此我们可以使用 fgets 函数一行一行地进行读取，这样读取得到的便是CSV文件中一条条记录。接下来要做的就是将不同字段从记录中分隔出来：

token = strtok(row, ","); 
while (token != NULL) {
    printf("Token: %s\n", token);
    token = strtok(NULL, ",");
}

char* strtok(char *restrict str, const char *restrict delim) 函数可以把字符串 str 按照给定的分隔符 delim 进行分隔，如果要解析仍是之前同一个字符串时，需要把 str 设为 NULL。因此 token = strtok(row, ","); 这条语句会尝试用逗号(,)来分割刚刚读取得到的记录，同时使用一个 while (token != NULL) 循环来不断进行分割，直到无法分隔为止，这样就得到每个字段的值。

程序运行输出的结果如下：

$ clang 1-2.c -o 1-2
$ ./1-2
Row: ID,Name,Points
Token: ID
Token: Name
Token: Points
 
Row: 1,qwe,1.1
Token: 1
Token: qwe
Token: 1.1
 
Row: 2,asd,2.200000
Token: 2
Token: asd
Token: 2.200000

最后总结一下，CSV 文件和普通文件一样，无论读写都需要先打开文件。而后写入或读取时所用的函数和普通文件没有区别，唯一需要注意的是，CSV 文件通过特定的分隔符来区分字段和记录：

• 用换行符(\n)来区分记录，一条记录会占据CSV文件的一行
• 用逗号(,)来区分一条记录中的不同字段，每个字段会单独占据一列