C语言知识点 – 动态内存管理、文件操作

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C语言知识点 -- 动态内存管理、文件操作
一、动态内存管理
- 1.malloc
- 2.free
- 3.calloc
- 4.realloc
二、文件操作
- 1.文件指针
- 2.文件的打开和关闭
- 3.文件的顺序读写
- 4.文件的随机读写
- 5.文件读取结束的判定
- 6.文件缓冲区

一、动态内存管理

1.malloc

向内存申请一块连续的空间，并返回指向这块空间的指针；
1.若开辟成功，则返回一个指向这块空间的地址；
若开辟失败，则返回空指针NULL，因此malloc返回的值一定要做检查；
2.返回类型是void*，使用者需自己决定返回空间的数据类型；

2.free

用来释放动态内存开辟的空间。

int main()
{int* ptr = (int*)malloc(40);//在堆区开辟一块40字节的空间，并以整形的格式来管理int* p = ptr;if (NULL == p){perror("malloc");return 1;}int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){*p = i;p++;}free(ptr);//释放在ptr处开辟的空间ptr = NULL;//ptr要赋值空指针，不然会成野指针return 0;
}

3.calloc

申请一块连续的内存空间，并且会初始化；
为num个大小为size的元素开辟一块空间，并将每个字节都初始化为0；

int main()
{int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));//会把空间都初始化成0if (NULL == p){perror("calloc");return 1;}int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", *(p + i));}free(p);p = NULL;return 0;
}

4.realloc

对动态开辟的内存进行调整。
1.memblock是要调整内存的地址，size是调整后的新大小，返回值为调整后内存的起始位置；
2.若原空间足够，则在原空间之后直接追加，原来的数据不发生变化；
若原空间大小不够，这时会在堆空间上另找一个合适大小的空间来使用，并返回新的内存空间地址，原地址处的空间会被释放。

int main()
{int* ptr = (int*)malloc(40);//在堆区开辟一块40字节的空间，并以整形的格式来管理if (NULL == ptr){perror("malloc");return 1;}int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){*(ptr + i) = i;}int* p = (int*)realloc(ptr, 80);//调整空间开辟if (NULL != p){ptr = p;}free(ptr);return 0;
}

二、文件操作

1.文件指针

每个被使用的文件都在内存中开辟了一块文件信息区，用来存放文件的相关信息，保存在一个结构体变量中，名为FILE；

我们可以创建一个FILE*的指针变量；

FILE* pf；//文件指针变量

定义pf是指向FILE类型数据的指针变量，可以使pf指向某个文件的信息区，通过指针访问该文件。

2.文件的打开和关闭

使用fopen函数来打开文件，fclose函数来关闭文件；

打开文件后，会自动创建文件信息区，并返回起始地址；

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "w");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//文件操作//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

打开文件的方式如下：

3.文件的顺序读写

文件的顺序读写函数如下：

1.字符输入输出函数

将字符输出到文件中；

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "w");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//写文件 - 字符输出操作char ch = 'a';for (ch = 'a'; ch < 'z'; ch++){fputc(ch, pf);}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

读取文件中的字符；

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//注意文件打开方式if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//读文件 - 输入操作int ch = 0;while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)//直到读到EOF才停下来{printf("%c ", ch);}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

2.文本行输入输出函数

将一行数据写入到文件中；

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "w");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//文本行输出char arr[] = "hello world";fputs(arr, pf);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

int main()
{//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//文本行输入char arr[256] = { 0 };fgets(arr, 255, pf);printf("%s\n", arr);//只读一行//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

3.格式化输入输出函数

按照指定格式将数据写入到文件内（与printf函数类似）；

struct S
{char name[10];int age;char sex[5];
};int main()
{struct S stu = { "LMX", 20, "man"};//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "w");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//格式化输出函数fprintf(pf, "%s %d %s", stu.name, stu.age, stu.sex);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

按照指定格式从文件中读取数据到指定位置（与scanf函数类似）；

struct S
{char name[10];int age;char sex[5];
};int main()
{struct S stu = { "LMX", 20, "man"};//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//格式化输入函数fscanf(pf, "%s %d %s", stu.name, &stu.age, stu.sex);printf("%s %d %s", stu.name, stu.age, stu.sex);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

4.二进制数输入输出函数

将数据以二进制代码的形式写入到文件中；

struct S
{char name[10];int age;char sex[5];
};int main()
{struct S stu = { "LMX", 20, "man"};//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//二进制输出fwrite(&stu, sizeof(struct S), 1, pf);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

读取文件中的二进制数据，并保存到指定位置；

struct S
{char name[10];int age;char sex[5];
};int main()
{struct S s1 = { 0 };//打开文件FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");if (NULL == pf){perror("fopen");return 1;}//二进制输入fread(&s1, sizeof(struct S), 1, pf);printf("%s %d %s", s1.name, s1.age, s1.sex);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

4.文件的随机读写

让文件指针从指定位置按照偏移量进行偏移，偏移量为正数是向后偏移，偏移量为负数是向前偏移；

返回当前文件指针相对于起始位置的偏移量；

int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int ch = fgetc(pf);//aprintf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);//bprintf("%c\n", ch);//定位文件指针fseek(pf, 2, SEEK_CUR);//返回当前文件指针的偏移量long pos = ftell(pf);printf("%ld\n", pos);ch = fgetc(pf);//eprintf("%c\n", ch);//让文件指针返回起始位置rewind(pf);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);pf = NULL;return 0;
}

5.文件读取结束的判定

feof（）函数是用来判断当文件读取结束时，是读取结束失败，还是遇到文件尾结束，返回值为1就是遇到文件尾；
文件读取结束的判定方法为：
1.文本文件结束时，fgetc函数判断返回值是否为EOF，fgets函数判断返回值是否为NULL；
2.二进制文件结束时，判断返回值是否小于需要读取的数据个数；

6.文件缓冲区

系统自动为每一个正在使用的文件开辟一块文件缓冲区，从内存向磁盘输出数据时，会先送到内存中的缓冲区，装满缓冲区后才一起送到磁盘上；从磁盘读取数据与写数据类似，也是先存到缓冲区。