文件操作（文件指针+顺序/随机读写）

一、文件
- 1、以文件功能分类：
- 2、文件名
二、文件指针
三、文件的打开和关闭
- 1、fopen fclose
- 2、"r" - 读
- 3、"w" - 写
四、顺序读写
- 1、有哪些函数
- 2、fputc - 字符输出（写）
- - 2.1、所有输出流
- 3、fgetc - 字符输入（读）
- - 3.1、从文件里读
  - 3.2、从标准输入读
- 4、对比putchar printf getchar scanf
- 5、fputs - 文本输出（写）
- 6、fgets - 文本输入（读）
- - 使用示例：
- 7、fprintf - 格式化输出
- 8、fscanf - 格式化输入
- 9、fwrite - 二进制输出
- 10、fread - 二进制输入
- 11、对比一组函数
- - sscanf 与 sprintf
- 优化通讯录程序
五、文件的随机读写
- 1、fseek
- 2、ftell
- 3、rewind
六、文本文件和二进制文件
七、文件结束判定
- feof
八、文件缓冲区

一、文件

什么是文件：

磁盘上的文件就是文件

1、以文件功能分类：

程序文件：

源程序文件test.c 目标文件test.obj 可执行程序test.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，如：data.txt

2、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3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

每一个打开的文件都会后一个与它匹配的文件信息区，存储文件信息
这些信息保存在一个结构体变量中，如：struct FILE f;。该结构体类型是有系统声明的，取名FILE.

例如,VS2008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。

三、文件的打开和关闭

1、fopen fclose

ANSIC 规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件。

2、“r” - 读

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen"); // 输出：// fopen: No such file or directory// 因为文件不存在return -1;}// 读文件// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

绝对路径

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Chloe\\Desktop\\data.txt", "r"); // 绝对路径// FILE* pf = fopen("data.txt", "r"); // 相对路径if (pf == NULL){perror("fopen");return -1;}// 读文件// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

3、“w” - 写

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Chloe\\Desktop\\data.txt", "w"); // 会生成一个文件if (pf == NULL){perror("fopen");return -1;}// 读文件// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

四、顺序读写

1、有哪些函数

fputc - 字符输出函数写一个字符
fgetc - 字符输入函数读一个字符

2、fputc - 字符输出（写）

int fgetc( FILE *stream );

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen ("C:\\Users\\Chloe\\Desktop\\data.txt", "w");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 写文件fputc('b', pf); // 在data.txt中写入bitfputc('i', pf);fputc('t', pf);// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

2.1、所有输出流

流：高度抽象的概念

 C语言的程序，只要运行起来，就默认打开了三个流：stdout - 标准输出流stdin  - 标准输入流stderr - 标准错误流类型都是 FILE*

#include <stdio.h>int main()
{fputc('b', stdout);fputc('i', stdout);fputc('t', stdout);
}

3、fgetc - 字符输入（读）

int fputc( int c, FILE *stream );

3.1、从文件里读

把文件内容改成abcdef 会输出什么？

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen ("C:\\Users\\Chloe\\Desktop\\data.txt", "r");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 读文件int ch = fgetc(pf);                                            printf("%c\n", ch); // ach = fgetc(pf);printf("%c\n", ch); // bch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch); // c// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

3.2、从标准输入读

也可以从标准输入读，也就是键盘

#include <stdio.h>int main()
{int ch = fgetc(stdin);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(stdin);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(stdin);printf("%c\n", ch);}

4、对比putchar printf getchar scanf

#include <stdio.h>int main()
{fputc('b', stdout);// putchar printf("%c", ch);int ch = fgetc(stdin);// getchar scanf("%c", ch);printf("%c\n", ch);
}

5、fputs - 文本输出（写）

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

把数据放进流里

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 写文件// 写一行数据fputs("hello world\n", pf);fputs("hello bit\n", pf);fclose(pf);pf = NULL;
}

6、fgets - 文本输入（读）

char *fgets( char *string, int n, FILE *stream );

从流里读数据

使用示例：

想要读5个字符，但实际只读了4个字符，因为后面后有一个 \0

改成20：

7、fprintf - 格式化输出

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

与 printf 函数对比

示例：

#include <stdio.h>struct S
{int n;double d;
};int main()
{struct S s = { 100, 3.14 };FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 写文件fprintf(pf, "%d %lf", s.n, s.d);// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

8、fscanf - 格式化输入

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

与 printf 函数对比

示例：

#include <stdio.h>struct S
{int n;double d;
};int main()
{struct S s = { 0 };FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 读文件fscanf(pf, "%d %lf", &(s.n), &(s.d));printf("%d %lf", s.n, s.d);// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

9、fwrite - 二进制输出

示例：

wb”（只写）为了输出数据，打开一个二进制文件

#include <stdio.h>struct S
{int n;double d;char name[10];
};int main()
{struct S s = { 100, 3.24, "zhangsan"};FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 以二进制方式写fwrite(&s, sizeof(s), 1, pf);// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

文件内输出一堆二进制

10、fread - 二进制输入

示例：

#include <stdio.h>struct S
{int n;double d;char name[10];
};int main()
{struct S s = { 100, 3.24, "zhangsan" };FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 读文件 - 以二进制方式读fwrite(&s, sizeof(s), 1, pf);// 打印文件printf("%d %lf %s\n", s.n, s.d, s.name); // 100 3.240000 zhangsan// 关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

11、对比一组函数

scanf/fscanf/sscanf
printf/fprintf/sprintf

scanf：从标准输入流（键盘）读取格式化的数据
printf：把格式化的数据输出到标准输出（屏幕）上

fscanf：从所有的输入流读取格式化的数据
fprintf：把格式化的数据输出到所有输出流（屏幕 / 文件）上

剩下 sscanf 和 sprintf 是什么意思？

sscanf 与 sprintf

从一个字符串里读格式化的数据
写格式化的数据到字符串里

举例：

#include <stdio.h>struct S
{int n;double d;char name[10];
};int main()
{char arr[100] = { 0 };struct S s = { 100, 3.14, "zhangsan" };// 把一个格式化的数据转换成字符串sprintf(arr, "%d %lf %s\n", s.n, s.d, s.name);//  打印printf("%s\n", arr);return 0;
}

输出：: 100 3.140000 zhangsan
由此可见 sprintf 的作用是：: 把格式化的数据转换成对应的字符串

如何从arr里解析出格式化的结构体放进tmp:

#include <stdio.h>struct S
{int n;double d;char name[10];
};int main()
{char arr[100] = { 0 };struct S s = { 100, 3.14, "zhangsan" };struct S tmp = { 0 };// 把一个格式化的数据转换成字符串sprintf(arr, "%d %lf %s\n", s.n, s.d, s.name);// 以字符串形式打印printf("%s\n", arr); // 100 3.140000 zhangsan// 从arr中的字符串中提取一个格式化的数据sscanf(arr, "%d %lf %s", &(tmp.n), &(tmp.d), tmp.name);// 按照格式化的形式打印的printf("%d %lf %s\n", tmp.n, tmp.d, tmp.name); // 100 3.140000 zhangsanreturn 0;
}

由此可见 sscanf 的作用是：: 从字符串中读取一个格式化的数据（把一个字符串转换成一个格式化的数据）

优化通讯录程序

文件的版本：

【Contact】结构体+动态内存管理+文件存储实现简易通讯录代码

五、文件的随机读写

1、fseek

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );

根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 读文件 随机读写// 1、读a//int ch = fgetc(pf);//printf("%c\n", ch); // a// 2、如果第一次就要读取'c'fseek(pf, 2, SEEK_SET); // 从起始位置偏移2指向cint ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch); // c// 3、读'b'// 读完c 指向d 要读取b需要从当前位置开始偏移-2fseek(pf, -2, SEEK_CUR);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch); // bfclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

2、ftell

long int ftell ( FILE * stream );

返回文件指针相对于起始位置的偏移量

计算文件指针相较于起始位置的偏移量：

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 读取'c'fseek(pf, 2, SEEK_SET);int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);// 读'b'fseek(pf, -2, SEEK_CUR);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);// 计算偏移量// 读取b后指向c 偏移量较起始位置为2int ret = ftell(pf);printf("%d\n", ret); // 2fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

3、rewind

void rewind ( FILE * stream );

让文件指针的位置回到文件的起始位置

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 读取'c'fseek(pf, 2, SEEK_SET);int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);// 读'b'fseek(pf, -2, SEEK_CUR);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);// 计算偏移量int ret = ftell(pf);printf("%d\n", ret); // 2// 让指针回到起始位置// 再次从起始位置打印 还是arewind(pf);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch); // afclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

六、文本文件和二进制文件

十进制10000的二进制存储：
ASCII形式 / 二进制形式
5字节 4字节

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");if (NULL == pf){perror("fopen");return -1;}// 以二进制形式写文件int a = 10000;fwrite(&a, 4, 1, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

七、文件结束判定

文本文件读取是否结束，判断返回值是否为EOF （fgetc），或者NULL（fgets）
例如：
fgetc判断是否为EOF.
fgets判断返回值是否为NULL.
二进制文件的读取结束判断，判断返回值是否小于实际要读的个数。
例如：
fread判断返回值是否小于实际要读的个数。

字符输入函数fgetc返回int，遇到错误或文件结束返回EOF
如果用fgetc读取文件，可以判断fgetc的返回值是否是EOF，来判定文件是否读取结束
文本行输入函数fgets返回起始地址，遇到错误或文件结束返回NULL

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return -1;}int ch = 0;while ((ch = fgetc(pf)) != EOF){printf("%c ", ch);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

feof

feof不是用来判断文件是否读取结束的

文本文件的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main(void)
{int c; // 注意：int，非char，要求处理EOFFILE* fp = fopen("test.txt", "r");if (!fp) {perror("File opening failed");return EXIT_FAILURE;}//fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOFwhile ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环{putchar(c);}//判断是什么原因结束的if (ferror(fp))puts("I/O error when reading");else if (feof(fp))puts("End of file reached successfully");fclose(fp);fp = NULL;
}

二进制文件的例子：

#include <stdio.h>enum { SIZE = 5 };int main(void)
{double a[SIZE] = { 1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 };double b = 0.0;size_t ret_code = 0;FILE* fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须用二进制模式fwrite(a, sizeof(*a), SIZE, fp); // 写 double 的数组fclose(fp);fp = fopen("test.bin", "rb");// 读 double 的数组while ((ret_code = fread(&b, sizeof(double), 1, fp)) >= 1){printf("%lf\n", b);}if (feof(fp))printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");else if (ferror(fp)) {perror("Error reading test.bin");}fclose(fp);fp = NULL;
}

总结：
feof是当文件读取结束的时候，判断是读取失败结束，还是遇到文件尾结束
ferror 用途：文件读取结束了，判断是不是遇到错误后读取结束

八、文件缓冲区

测试代码：

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2013 WIN10环境测试int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w");fputs("abcdef", pf); // 先将代码放在缓冲区printf("睡眠10s 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）printf("再睡眠10s 此时 再次打开test.txt文件 文件有内容了\n");Sleep(10000);// 注：fclose关闭文件的时候 也会刷新缓冲区pf = NULL;return 0;
}

结论：
因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件时，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束时关闭文件（fclose关闭文件的时候也会刷新缓冲区），否则可能导致读写文件问题