文件游标

在打开一个文件后，就会得到一个文件游标，而对文件的读写操作，都会从文件游标对应的文件位置开始，即文件游标用作标记文件的当前读写位置。如果把整个文件比作一条内存，文件位置就像是内存地址，而文件游标就像是指针

在默认情况下，初次打开一个文件，文件游标位于文件首位置，即文件位置为0的地方。因此，对文件的读写都会从文件首位置开始。如果不想从文件首位置开始读写文件，就可以通过设置文件游标来改变文件的读写位置。另外还可以通过对文件游标的设置，来达到一些特殊的功能，例如获取文件的大小

文件游标的设置

可以通过fseek函数对文件游标进行设置，函数的原型如下

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

参数stream为与所读写文件相关联的文件流
参数offset为偏移量，如果是正数表示向前的偏移量，即向文件尾方向移动的距离，如果是负数，则表示向后的偏移量，即向文件头方向移动的距离
参数origin为原始文件位置，即对文件游标进行偏移的基准点，3种取值如下表

值	含义
SEEK_SET	文件首位置
SEEK_CUR	当前文件读写位置
SEEK_ END	文件尾位置

fseek函数的功能为，将与stream相关联的文件游标设置到从origin处、偏移offset的位置。函数执行成功返回0，执行失败，则返回非零值

下面用Window自带的记事本程序打开D盘的test.txt文件，输入字符串Test string!并保存

在程序中以读取的模式打开该文件后，默认情况下，文件游标处于文件首，即所读取到的字符会是大写的字母T

int main()
{FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","r");if(pfile){char ch fgetc(pfile);           //读取字符并存储到变量ch中printf("The value of the variable ch is: %c\n",ch);fclose(pfile);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

结果

The value of the variable ch is: T

如果在读取字符之前，通过fseek函数将文件游标向前偏移5个位置，就会得到第二个单词string的首字符，即小写字母s

 if(pfile){fseek(pfile,5,SEEK_SET);          //将文件游标自文件头向前偏移5个位置char ch fgetc(pfile);printf("The value of the variable ch is: %c\n",ch);fclose(pfile);}

在fseek函数中，我们将第二个参数设置为5，即表示向前偏移5个位置，第三个参数设置为SEEK_SET，即表示文件头。该条语句的功能就是将文件游标设置为自文件头开始，向前偏移5个位置处

结果

The value of the variable ch is: s

由于开始打开文件时，文件游标就是处于文件头位置，因此，也可以将fseek函数的第三个参数设置为SEEK_CUR，即表示将文件游标自当前位置，向前偏移5个位置

if(pfile)
{fseek(pfile,5,SEEK_CUR);           //将文件游标自当前位置向前偏移5个位置char ch fgetc(pfile);printf("The value of the variable ch is: %c\n",ch);fclose(pfile);
}

结果

The value of the variable ch is: s

此外，还可以通过fseek函数的第三个参数设置为SEEK_END，并向后进行偏移的方式来读取字符串string的首字符s。SEEK_END表示文件尾，该位置上就是作为文件末尾标记的那个EOF字符。因此，将参数offset设置为-7，即从文件尾向后移动7个位置即可

if(pfile)
{fseek(pfile,-7,SEEK_END);          //将文件游标自文件尾向后偏移7个位置char ch fgetc(pfile);printf("The value of the variable ch is: %c\n",ch);fclose(pfile);
}

结果

The value of the variable ch is: s

文件游标会自动通过数据的读写向前移动，也就是文件游标的当前位置会随着对文件的读写操作而不断发生变化。默认情况下，打开文件时，文件游标处于文件头，若读取1字节数据，文件游标就会向前偏移1个位置，若再读取10字节数据，文件游标就会再向前偏移10个位置

文件游标的获取

可以通过ftell函数来获取当前文件游标的位置，原型如下

long ftell(FILE *stream)

ftell函数只有一个参数stream，为所打开文件相关联的文件流，函数返回值为当前文件游标的位置，如果函数执行出错，则返回值为-1

如果在打开文件后就立即调用ftell函数，此时所返回的文件游标位置应该为0

int main()
{FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","r");if(pfile){long loc = ftell(pfile);           //获取当前文件游标位置printf("The current file location is: %u\n",loc);fclose(pfile);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

结果

The current file location is: 0

若调用ftell函数之前，先通过fgetc函数读取一个字符，再来看一下当前文件游标位置

 if(pfile){fgetc(pfile);long loc = ftell(pfile);printf("The current file location is: %u\n",loc);fclose(pfile);}

结果

The current file location is: 1

可见，在读取一个字符后，文件游标从0变成了1

文件位置像内存地址一样，是按字节编号的，因此，可以通过fseek函数将文件游标设置到文件尾，再通过ftell函数来获取当前文件游标位置，即可获知文件的大小

int main()
{FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","r");if(pfile){fseek(pfile,0,SEEK_END);            //将文件游标设置到文件尾long loc = ftell(pfile);          //获取文件游标位置printf("File size is: %lu Bytes.\n",loc);fclose(pfile);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

结果

File size is: 12 Bytes.

ftell函数最多能正确返回小于2GB的文件大小，对于更大的文件就无能为力了
fsetpos函数和fgetpos函数来对大文件的文件游标进行设置和获取。这两个函数的原型如下

int fsetpos(FILE *stream,const fpos_t *position);
int fgetpos(FILE *stream,fpos_t *position);

两个函数都使用了fpos_t类型的指针作为函数的参数，通过sizeof运算符对fpos_t类型进行检测，可以发现fpos_t类型的大小为8字节，因此，它能够应付更大型的文件。函数若执行成功返回0，若执行失败则返回非零值

下面用一段程序代码，来演示这两个函数的使用

#include <stdio.h>
int main()
{FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","r");if(pfile){fpos_t pos = 5;fsetpos(pfile,&pos);            //对文件游标进行设置char ch = fgetc(pfile);printf("The character is: %c\n",ch);fgetpos(pfile,&pos);           //获取当前文件游标位置printf("The current file location is: %lu\n",pos);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

结果

The character is: s
The current file location is: 6

从结果可见，通过将文件游标的位置设置为5，读取到的字符为小写字母s，而在读取字符之后文件游标的位置已经自动偏移至6了

文件游标的恢复

在文件被打开时，初始文件游标位于文件头，但在文件的读写过程中，文件游标会自动地向前偏移，若想再次读写文件头部的数据时，就必须让文件游标重新回到文件首位置，即将文件游标恢复到初始位置

可以通过fseek函数来完成这一操作

int main()
{FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","r");char buf[128];if(pfile){fscanf(pfile,"%s",buf);printf("The first string read is: %s\n",buf);fseek(pfile,0,SEEK_SET);          //恢复文件游标至文件首位置fscanf(pfile,"%s",buf);printf("The string read again is: %s\n",buf);fclose(pfile);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

在fseek函数中，将第三个参数设置为SEEK_SET，即文件首位置，将第二个参数设置为0，即偏移量为0.这样调用fseek函数后，就可以将文件游标重新设置到文件首位置。由于在第二次调用fscanf函数之前，调用了fseek函数恢复文件游标至文件首，因此，两次读取到的字符串是相同的

结果

The first string read is: Test
The string read again is: Test

rewind函数同样可以实现文件游标的恢复到初始位置的功能。函数原型为

void rewind(FILE *stream);

rewind函数没有返回值，且只有一个参数，即和文件相关联的文件流

int main()
{FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","r");char buf[128];if(pfile){fscanf(pfile,"%s",buf);printf("The first string read is: %s\n",buf);rewind(pfile);            //调用rewind函数恢复文件游标至文件首位置fscanf(pfile,"%s",buf);printf("The string read again is: %s\n",buf);fclose(pfile);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

结果

The first string read is: Test
The string read again is: Test

其它文件函数

接下来介绍一些和文件相关的标准库函数。
例如检查文件游标是否到达文件尾的feof函数
检查读写文件是否出错的ferror函数
打印输出错误信息的perror函数
以及改变文件流缓冲区的setvbuf函数等

文件检查函数

在文件读写的过程中，很有可能会发生异常或错误，使得读写函数执行失败。例如文件游标处于文件尾，所读写的文件被损坏，在读写U盘文件时U盘被强行拔出。因此，在读写函数执行失败时，可以调用相应的文件检查函数来获取相关信息

feof函数用于检查当前文件游标是否处于文件尾。函数原型如下

int feof(FILE *stream);

feof函数的参数stream为与文件相关联的文件流，函数的返回值为int类型的整型值，若文件游标处于文件尾位置，函数返回非零值，否则，函数返回0

#include <stdio.h>
int main()
{char buf[128];FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","r");if(pfile){while(1){if(feof(pfile)){puts("Read to the end of the file.");break;}fscanf(pfile,"%s",buf);puts(buf);}fclose(pfile);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

在程序代码中，使用了一个无限的while循环，在循环体中，首先通过feof函数来检查当前文件游标是否处于文件尾，若是的话，就打印输出读取到文件尾的信息，并通过break语句终止while循环。若文件游标不是处于文件尾，则通过格式化方式读取字符串到字符数组buf中，并打印输出到控制台窗口

结果

Test
string!
Read to the end of the file.

另一个文件检查函数为ferror，函数原型为

int ferrpr(FILE *stream);

ferror函数的参数stream为与文件相关联的文件流，函数的返回值为int类型的整型值，若文件读写发生错误，函数返回非零值，否则，函数返回0

为了演示ferror函数的使用，我们可以在计算机上插入一个U盘，并在U盘中创建一个文本文件test.txt，并在文件中输入一段字符This is the data of the U disk file.。假若U盘在计算机中的盘符为H，下面在程序中读取这个文件中的数据

#include <stdio.h>
#include <windows>
int main()
{char buf[128];FILE *pfile = fopen("H:\\test.txt","r");if(pfile){for(int i = 1;i <= 3;++i){printf("...%d...\n",i);Sleep(1000);}fgets(buf,128,pfile);if(ferror(pfile))printf("An error occurred while reading the file.\n");else{printf("No errors occur.\n");puts(buf);}fclose(pfile);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

在程序中，用到lWindows的API函数Sleep,它可以让程序运行的线程暂停执行，进入休眠状态，参数为休眠的时间，以毫秒为单位。为使用Sleep函数，需要在程序中包含windows.h头文件

3次休眠过后，会通过fgets函数从U盘的test.txt文件中读取数据并保存至buf数组中，如果读取过程发生错误，则在控制台窗口打印一条读取文件出错的信息，若读取过程没有发生错误，则打印一条没有错误发生的信息，并将buf数组中的字符串打印输出

...1...
...2...
...3...
No errors occur.
This is the data of the U disk file.

若重新运行该程序，并在前面3次休眠的过程中，把U盘从计算机上强行拔出，则会出现如下结果

...1...
...2...
...3...
An error occurred while reading the file.

C标准库中，还有一个用于输出错误信息的perror函数，原型如下

void perror(const char *str);

perror函数没有返回值，参数为指向一个字符串的指针。函数的功能为在控制台窗口打印输出参数str所指向的字符串，并且还会在后面将系统自定义的错误信息打印输出。若使用空字符串或NULL作为函数参数，则perror函数只会输出系统自定义的错误信息

可以将之前代码发生错误时，由printf打印输出错误信息修改为由perror函数来完成

if(ferror(pfile))perror("An error occurred while reading the file\n");

重新编译运行，并在休眠期间从计算机拔下U盘

...1...
...2...
...3...
An error occurred while reading the file: Permission denied

可见，perror函数除了会将参数所指向的字符串打印输出之外，还会将系统自定义的错误信息Permission denied接在参数字符串之后一并打印输出

<最后，perror函数不光用于文件相关的库函数，当C语言标准库中的函数在执行失败的时候，用perror函数都可以打印输出系统给出的错误信息

设置文件缓冲区

当读取文件时，会将文件中的数据先放入缓冲区，程序再从缓冲区中读取数据；当写入文件时，也会将数据先放入缓冲区，当缓冲区满或者被刷新时，才会将缓冲区中的数据一次性写入文件。使用缓冲区的好处是，减少对外部存储介质的I/O次数，提高程序的运行效率

大多情况下，对文件进行读写，使用的都是由系统提供的缓冲区。用户也可以自己设置文件缓冲区，并替换掉系统所提供的默认缓冲区。这就需要用到C标准库函数setvbuf，原型如下

int setvbuf(FILE *stream,char *buffer,int mode,size_t size);

setvbuf函数有四个参数，其中stream为与文件相关联的文件流；buffer为缓冲区的首地址；mode为缓冲区买的模式，它有三种取值；size为缓冲区的大小。若参数mode被设置为_IONBF，则表示文件流stream不使用缓冲区。函数执行成功返回0，失败返回非零值

值	含义
_IOFBF	全缓冲，当缓冲区满时刷新
_IOLBF	行缓冲，当缓冲区满或遇到换行字符时刷新
_IONBF	无缓冲，若使用此模式，则参数buffer和参数size被忽略

int main()
{char buf[10];FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","w");if(pfile){setvbuf(pfile,buf,_IOFBF,10);fprintf(pfile,"0123456879abc");}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

代码中，首先定义了长度为10的字符数组buf。然后在if语句中，setvbuf函数会用buf数组替换默认的缓冲区，缓冲模式为全缓冲，即缓冲区满时才会刷新。接着，通过fprintf函数使用格式化方式向文件写入一个由13个字符组成的字符串

在向文件写入字符串时，首先会将字符写入缓冲区中，由于采用的是全缓冲模式，并且缓冲区的大小为10，因此，当前10个字符进入缓冲区后，缓冲区满会自动刷新，把这10个字符写入到文件中，而剩余的3个字符没有写入到文件

解决的办法很简单，就是在写入完毕后，调用fflush函数强制刷新缓冲区，或者调用fclose函数关闭文件，它也会隐式地调用fflush对缓冲区进行刷新

int main()
{char buf[10];FILE *pfile = fopen("D:\\test.txt","w");if(pfile){setvbuf(pfile,buf,_IOFBF,10);fprintf(pfile,"0123456789abc");fclose(pfile);}elseprintf("File opening failed.\n");return 0;
}

这次再重新编译运行程序，打开D盘test.txt文件后，会发现所有的字符全部写入文件中

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【文件游标的设置、获取与恢复；其它文件库函数的使用】（学习笔记20--文件下）

目录

文件游标

文件游标的设置

文件游标的获取

文件游标的恢复

其它文件函数

文件检查函数

设置文件缓冲区

【文件游标的设置、获取与恢复；其它文件库函数的使用】（学习笔记20--文件下）相关推荐

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