【C語言】探索文件讀寫函數的全貌

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🔥引言

本章將介紹文件讀取函數的相關知識和展示使用場景，通過這些函數就可以打開文件與我們之間的橋梁。

文章目錄

  • 一、文件的打開和關閉
  • 二、文件的打開模式
  • 三、文件路徑
  • 四、文件打開和關閉函數
    • 4.1 fopen()
    • 4.2 fclose()
  • 五、順序讀寫函數
    • 5.1 fputc()
    • 5.2 fgetc()
    • 5.3 實現文件拷貝
    • 5.4 fputs()
    • 5..5 fgets()
    • 5.6 fscanf和fprintf函數
    • 5.7 fprintf()
    • 5.8 fscanf()
    • 5.9 sprintf和sscanf函數
      • 5.9.1 sprintf()
      • 5.9.2 sscanf
      • 小總結
  • 六、二進制的方式讀寫函數
    • 6.1 fwrite()
    • 6.2 fread()
  • 七、文件的隨機讀寫
    • 7.1 fseek()
    • 7.2 ftell()
    • 7.3 rewind()
  • 八、文件讀取結束的判斷
    • 8.1 ferror()
    • 8.2 feof()
    • 小總結
    • 檢查文件讀取結束場景
  • 九、文件緩沖區

一、文件的打開和關閉

如果需要對文件進行一些讀寫操作，那么首先就需要先打開文件，在使用完以后關閉文件，所以最基本是打開文件和關閉文件。

ANSIC規定使用fopen函數來打開文件，fclose來關閉文件

打開文件FILE *fopen(const char *filename,const char *mode);
關閉文件FILE *fclose(FILE *stream);

二、文件的打開模式

mode表示文件的打開模式，下面都是文件的打開模式 ：

?件使??式含義如果指定?件不存在
“r”（只讀）為了輸?數據，打開?個已經存在的?本?件出錯
“w”（只寫）為了輸出數據，打開?個?本?件建??個新的?件
“a”（追加）向?本?件尾添加數據建??個新的?件
“rb”（只讀）為了輸?數據，打開?個?進制?件出錯
“wb”（只寫）為了輸出數據，打開?個?進制?件建??個新的?件
“ab”（追加）向?個?進制?件尾添加數據建??個新的?件
“r+”（讀寫）為了讀和寫，打開?個?本?件出錯
“w+”（讀寫）為了讀和寫，建議?個新的?件建??個新的?件
“a+”（讀寫）打開?個?件，在?件尾進?讀寫建??個新的?件
“rb+”（讀寫）為了讀和寫打開?個?進制?件出錯
“wb+”（讀寫）為了讀和寫，新建?個新的?進制?件建??個新的?件
“ab+”（讀寫）打開?個?進制?件，在?件尾進?讀和寫建??個新的?件

三、文件路徑

在打開和關閉文件一般直接輸入指定的文件名，當然也可以根據文件的路徑對該文件進行操作。

路徑分為:

  • 絕對路徑
  • 相對路徑
  • . 表示當前路徑
  • … 上一級路徑
對此當前文件test1.txt在D:\code\2024\2024\Document(絕對路徑)
FILE* pf = fopen("C:\\Users\\zpeng\\Desktop\\test.txt", "w");   當test1.txt在其他文件夾中，可以通過上面表示的關系尋找
FILE* pf = fopen(".\\..\\..\\hehe\\test.txt", "w");

四、文件打開和關閉函數

4.1 fopen()

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

【說明】:

  • 功能:打開其名稱在參數 filename 中指定的文件，并將其與流相關聯，該流可在將來的操作中通過返回的 FILE指針進行標識。
  • 返回值:如果文件成功打開，該函數將返回指FILE對象的指針，該對象可用于在將來的操作中標識流，如果文件沒有成功打開，則將返回NULL。
  • 允許對流執行的操作以及如何執行這些操作由 mode 參數定義

4.2 fclose()

int fclose(FLIE *stream)

【說明】:

  • 功能:關閉與流關聯的文件并取消關聯
  • 與流關聯的所有內部緩沖區都將與其解除關聯并刷新：寫入任何未寫入的輸出緩沖區的內容，并丟棄任何未寫入輸入緩沖區的內容。（更新緩沖區）
  • 返回值:流關閉成功，則返回0。關閉失敗，返回EOF

五、順序讀寫函數

這里所有的輸入流、輸出流分別指stdin(標準輸入流)、stdout(標準輸出流)和文件流

5.1 fputc()

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【函數部分說明】:

功能上:

將字符寫入流并推進位置指示器，然后自動前進1。適用于所有輸入流(字符輸入到流中)

參數部分上:

character：

  • 將要寫入的字符的整型提升
  • 寫入時，該值在內部轉換為無符號字符

stream:

  • 指向標識輸出流的FILE對象指針

返回值:

  • 成功，將返回寫入的字符。發生寫入錯誤，則返回EOF并設置錯誤指示符(ferror)
int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}fputc('d', pf);fputc('e', pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

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【使用說明】:

  • 首次調用fputc函數將字符‘d’寫入到文件當中，位置指示器向前+1就會指向‘d’的下一個位置，第二次fputc函數時，字符‘e’在這個位置輸入進去。
  • 注意這里對流執行寫操作"w"模式
  • 對于stream可以是文件流也可以是標準流

【練習】:使用fputc將A ~Z個字符輸入到指定文件和顯示器中

int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}for (char i = 'A'; i <= 'Z'; i++){fputc(i, pf);//輸入到文件中fputc(i, stdout);//輸入到顯示器中}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

5.2 fgetc()

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【函數部分說明】:

  • 功能:字符輸入函數，從流中獲得字符，返回指定流的內部文件位置指示符當前指向的字符，內部文件位置指示器將前進到下一個字符
  • 返回值:成功后，將返回字符讀取(進行整型提升)。如果失敗則，返回EOF
int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}	char ch;//ch用于接收fgetc從流中獲得的字符ch = fgetc(pf);printf("%c", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c", ch);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

【使用說明】:

  • 這里對流的操作采用mode是"r"模式
  • 此時在指定文件提前寫入數據，使用fgetc讀取該文中的數據，第一次使用時讀取‘h’字符，指示器++1，指向‘e’字符位置，在第二次使用讀取該字符。
  • 當然也可以直接從鍵盤讀取數據(使用標準輸入流stdin)–>改為ch = fgetc(stdin);

5.3 實現文件拷貝

通過以上兩個函數，我們可以用來實現文件拷貝的場景

int main()
{FILE* pfread = fopen("data1.txt", "r");if (pfread == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}	FILE* pfwrite = fopen("data2.txt", "w");if (pfwrite == NULL){fclose(pfread);//讀文件操作沒有必要pfread=NULL;perror("fopen fail!!!");return;}char ch;while ((ch = fgetc(pfread)) != EOF){fputc(ch, pfwrite);}fclose(pfread);fclose(pfwrite);return 0;
}

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【使用說明】:

  1. 這里先提前準備好兩個文件，并且在data1.txt中提前輸入數據
  2. 這里需要對兩個不同文件使用不同mode打開，對data1.txt使用讀的形式，而data2.txt是寫的形式打開
  3. 在while循環中一個從data1.txt讀取字符，同時一個向data2.txt輸入字符，直到讀取完成或者發生錯誤

5.4 fputs()

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【函數部分說明】:

  • 功能:文本行輸入函數，將str指向的字符串寫入流中，從指定的地址開始復制，直到結束標志\0（\0’字符不會復制到流中）
  • 返回值:成功，返回一個非負值，失敗，則返回EOF
int main()
{FILE * pf = fopen("test1.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}	//fputs("hellow world", pf); -- 將字符串輸入到文件流中fputs("hellow world", stdout); -- 將字符串輸入到輸出流中(打印到屏幕上)fclose(pf);pf=NULL;return 0;
}

5…5 fgets()

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【函數部分說明】:

功能上:

  • 文本行輸入函數，從流中獲得字符串，直到讀取到num-1個字符或者在達到換行符或文件末尾(前者為準)。
  • 換行符(\n)會使fgets停止，但函數將其視為有效字符，并包含在復制到str的字符串中，在將字符復制到str之后，會自動添加\0,導致只能讀取num-1字符

參數部分上:

str：

  • 指向復制字符串讀取到char數組的指針(這里提前開辟好數組)

num:

  • 復制到str中的最大字符數(包括‘\0’字符-字符串)

返回值:

  • 成功，返回str指針，失敗，返回EOF
int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}char ch[1000]="xxxxxxx";fgets(ch, 7, pf);printf("%s", ch);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

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【說明】:給\0留了一個位置

5.6 fscanf和fprintf函數

fprint和fscanf屬于格式化輸入輸出函數，將不同數據類型放在結構體中進行統一管理。

struct S
{char a[1000];int p;float pa;
};

5.7 fprintf()

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【函數部分說明】:

功能上：

  • 按格式化數據寫入流，如果format包含格式說明符(%開頭的子序列)，則格式化format后面的其他參數并將其插入到生成的字符串中，代替其各自的說明符.
  • 根據格式說明符順序，匹配不同類型對應的數據，輸入到text1.txt中去。

返回值:

  • 成功，返回寫入字符總數，失敗，則返回負數
int main()
{struct S s={"zhangsan",100,4.3};FILE* pf = fopen("test1.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}fprintf(pf,"%s %d %f", s.a, s.p, s.pa);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

5.8 fscanf()

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【函數部分說明】:

功能:

  • 從流中讀取數據，并根據格式將其存儲到其他參數指向的位置。
  • 該對象由格式化字符串的相應格式說明符指示。
  • 根據格式說明符順序，匹配text1.txt對應的數據，輸入到對應的數據變量中

返回值:

成功后，該函數返回已成功填充的參數列表的項數,失敗，EOF

int main()
{struct S s;//這里沒有初始化，目的是通過fscanf賦值FILE* pf = fopen("test1.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}	fscanf(pf, "%s %d %f", s.a, &(s.p), &(s.pa));printf("%s %d %f", s.a, s.p, s.pa);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

5.9 sprintf和sscanf函數

5.9.1 sprintf()

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【函數部分說明】:

功能:

從字符串中讀取格式化數據(將字符數組中的字符串按照格式說明符轉換為對應的格式化數據)

5.9.2 sscanf

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【函數部分說明】:

功能:

將格式化數據寫入字符串(格式化數據轉換為字符串存放在字符數組中)

基于以上兩個函數使用場景:

int main()
{//將格式化的數據轉換為字符串存放在p數組中struct S s = { "zhangsan",100,4.3 };char p[1000] = { 0 };sprintf(p, "%s %d %f", s.a, s.p, s.pa);printf("%s\n", p);//從p這個字符串中提取格式化的數據(用p數組中的數據，為結構體t成員賦值)struct S t;sscanf(p, "%s %d %f", t.a, &(t.p), &(t.pa));printf("%s %d %lf", s.a, s.p, s.pa);return 0;
}

小總結

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六、二進制的方式讀寫函數

6.1 fwrite()

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【函數部分說明】:
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功能:

  • 二進制輸出，將 count 元素數組（每個元素的大小為 size bytes）從 ptr 指向的內存塊寫入流中的當前位置

返回值:

  • 成功將返回寫入元素個數
  • 如果此數字與 count 參數不同，則寫入錯誤會阻止函數完成
  • 如果 size 或 count 為零，則函數返回零，錯誤指示器保持不變。
int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "wb");//打開一個二級制文件if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}int nums[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };fwrite(nums, sizeof(int), 7, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

【注意】：這里是通過二進制的形式寫入文本文件中，如果想要看懂輸入的數據，可以在打開方式選擇二進制編輯器或者使用fread函數讀取出來

6.2 fread()

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【函數部分說明】:

  • 功能:
  • 二進制輸入，從流中讀取 count 元素的數組，每個元素的大小為 bytes，并將它們存儲在 ptr 指定的內存塊中。

返回值:

  • 成功將返回寫入實際元素個數
  • 如果此數字與 count 參數不同，則表示讀取時發生讀取錯誤或達到文件末尾。
  • 如果 size 或 count 為零，則該函數返回零， ptr 指向的流狀態和內容保持不變

比如:如果實際文件中只有7個字符，count是14，那么讀到7給字符就結束(返回值 < count就返回)

int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "rb");//打開一個二級制文件if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}//int nums[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };//fwrite(nums, sizeof(int), 7, pf);//讀取二進制存放的信息int nums[10] = { 0 };fread(nums, sizeof(int), 10, pf);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", nums[i]);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

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七、文件的隨機讀寫

由于文本文件和二進制文件使用方面存在差異，下面三個函數將采用二進制文件

7.1 fseek()

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【函數部分說明】:

功能上:

  • 重新定位流位置指示器，根據文件指針的位置和偏移量來定位文件指針

返回值:

  • 成功，返回零，失敗，返回非零值

【注意】:

  • 二進制文件：要從原點偏移的字節數
  • 文本文件：零或 ftell 返回的值

【原點】

特別注意的是起源（從哪個位置），用作偏移參考位置

  • SEEK_SET :文件開頭
  • SEEK_CUR :文件指針的當前位置
  • SEEK_END: 文件末尾
int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "wb");//打開一個二級制文件if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}fputs("This is an apple", pf);fseek(pf, 3, SEEK_SET);fputs("sam", pf);fseek(pf, -3, SEEK_END);//文件指針往前走fputs("xxx", pf);fclosereturn 0;
}

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7.2 ftell()

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【函數部分說明】:

功能上:

  • 返回流的位置指示器的當前值（返回文件指針相對于起始位置的偏移量 ）

返回值:

  • 對于二進制流，這是從文件開頭開始的字節
  • 對于文本流，數值可能沒有意義
int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "wb");//打開一個二級制文件if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}fputs("This is an apple", pf);fseek(pf, 0, SEEK_END);int size = ftell(pf);printf("%d", size);//size==16，源頭到參考位置的字節數fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

7.3 rewind()

image-20240429202328302

【函數部分說明】:

  • 功能:讓文件指針的位置回到文件的起始位置
int main()
{FILE* pf = fopen("test1.txt", "wb");//打開一個二級制文件if (pf == NULL){perror("fopen fail!!!");return;}fputs("This is an apple", pf);fseek(pf, 0, SEEK_END);rewind(pf);int size = ftell(pf);printf("%d", size);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

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八、文件讀取結束的判斷

【牢記】:在文件讀取過程中，不能用feof函數的返回值直接判斷文件是否結束

8.1 ferror()

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【函數部分說明】:

  • 功能:檢查錯誤指示器
  • 返回值:檢查是否設置了與流關聯的錯誤指示器，如果設置了，則返回一個不同于零的值

8.2 feof()

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【函數部分說明】:

  • 功能:檢查文件結束指示器

  • 返回值:**如果設置了與流關聯的文件結束指示符，則返回非零值。**否則，返回零。

小總結

文本文件讀取是否結束:判斷返回值是否為EOF（fgetc）或者NULL（fgets）

二進制文件讀取是否結束:判斷返回值是否小于實際要讀的個數。

檢查文件讀取結束場景

while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 標準C I/O讀取
{putchar(c);
}//判斷是什么原因結束的if (ferror(fp))
puts("I/O error when reading");else if (feof(fp))
puts("End of file reached successfully");

九、文件緩沖區

ANSIC標準采?“緩沖文件系統”處理的數據?件的，所謂緩沖?件系統是指系統?動地在內存中為程序中每?個正在使?的?件開辟?塊“?件緩沖區”。從內存向磁盤輸出數據會先送到內存中的緩沖區，裝滿緩沖區后才?起送到磁盤上。如果從磁盤向計算機讀?數據，則從磁盤?件中讀取數據輸?到內存緩沖區（充滿緩沖區），然后再從緩沖區逐個地將數據送到程序數據區（程序變量等）。緩沖區的??根據C編譯系統決定的.上述過程轉換為下圖展示。

【驗證】:

int main()
{
FILE*pf = fopen("test.txt", "w");
fputs("abcdef", pf);//先將代碼放在輸出緩沖區
printf("睡眠10秒-已經寫數據了，打開test.txt?件，發現?件沒有內容\n");
Sleep(10000);
printf("刷新緩沖區\n");
fflush(pf);//刷新緩沖區時，才將輸出緩沖區的數據寫到?件（磁盤）
//注：fflush 在?版本的VS上不能使?了
printf("再睡眠10秒-此時，再次打開test.txt?件，?件有內容了\n");
Sleep(10000);
fclose(pf);
//注：fclose在關閉?件的時候，也會刷新緩沖區
pf = NULL;
return 0;
}

【目的】:

程序延遲執行時間內，檢查文本編輯器是否存在數據，等待程序睡眠時間過去，再次檢查文本編輯器是否存在數據，驗證內存和外存之間存在緩沖區

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【結論】:

因為有緩沖區的存在，C語?在操作文件的時候，需要做刷新緩沖區或者在?件操作結束的時候關閉文件。如果不做，可能導致讀寫?件的問題

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以上就是本篇文章的所有內容，在此感謝大家的觀看！這里是店小二C語言筆記，希望對你在學習C語言中有所幫助！

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使用dockerfile快速構建一個帶ssh的docker鏡像

使用dockerfile快速構建一個帶ssh的docker鏡像

不多說先給代碼 FROM ubuntu:22.04 # 基礎鏡像 可替換為其他鏡像 USER root RUN echo root:root |chpasswd RUN apt-get update -y \&& apt-get install -y git wget curl RUN apt-get install -y openssh-server vim && apt clean \&& rm -rf /tmp/…
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在SpringBoot項目中實現切面執行鏈功能

在SpringBoot項目中實現切面執行鏈功能

1.定義切面執行鏈頂級接口 AspectHandler /*** 切面執行鏈**/ public interface AspectHandler {/*** 設置排除項* param excludes*/default void setExcludes(List<String> excludes) {}/*** 獲取排除項* return*/default List<String> getExcludes() {return ne…
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事務與并發控制

事務與并發控制

事務&#xff08;Transaction0&#xff09;&#xff1a;要么全做&#xff0c;要么全不做&#xff1b; 事務ACID&#xff1a;原子性Atomicity&#xff1b;一致性Consistency&#xff1b;隔離性Isolation&#xff1b;持久性Durability&#xff1b; 并發操作問題&#xff1a; 1.…
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基于RNN和Transformer的詞級語言建模 代碼分析 _generate_square_subsequent_mask

基于RNN和Transformer的詞級語言建模 代碼分析 _generate_square_subsequent_mask

基于RNN和Transformer的詞級語言建模 代碼分析 _generate_square_subsequent_mask flyfish Word-level Language Modeling using RNN and Transformer word_language_model PyTorch 提供的 word_language_model 示例展示了如何使用循環神經網絡RNN(GRU或LSTM)和 Transforme…
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