【c語言】玩轉文件操作

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🌟🌟所屬專欄：C語言

引言

? ? ? ? 我們在寫程序的時候，往往會將數據存放在變量當中。如果程序退出，內存回收，這些數據就會丟失。那么我們是否有辦法對這些數據進行持久化的保存，再次打開程序時數據仍然存在？答案是肯定的。而能夠做到這件事的就是：文件操作。

一、文件的打開和關閉

1.流

? ? ? ? 程序的數據需要輸出到外部設備，也需要從外部設備輸入。對于不同設備，輸入輸出方式各有不同。為了方便我們在對各種輸入輸出設備進行操作，就有了“流”這一高度抽象的概念。在c語言中，對文件，畫面，鍵盤等的輸入輸出操作都是同過“流”進行的。在一般情況下，我們想要寫入數據或者讀取數據，都需要打開流。

2.標準流

? ? ? ? c語言程序在啟動的時候，默認有三個流已經為我們打開：

stdin--標準輸入流，絕大多數情況下從鍵盤輸入。

stdout--標準輸出流，絕大多數情況輸出至顯示器上。

stderr--標準錯誤流，絕大多數情況輸出至顯示器上。

正因為這三個流已經默認打開，所以我們使用scanf、printf等函數就可以直接進行輸入輸出操作。

這三個流也是具有類型的，它們的類型是：文件指針（FILE*）。我們在進行文件操作的時候，通過文件指針變量就可以間接找到與它關聯的文件。

3.文本文件和二進制文件

????????根據數據的組織形式，數據文件被稱為文本文件或者二進制文件。數據在內存中以二進制的形式存儲，如果不加轉換的輸出到外存的文件中，就是二進制文件。
????????如果要求在外存上以ASCII碼的形式存儲，則需要在存儲前轉換。以ASCII字符的形式存儲的文件就是文本文件。
?????????個數據在文件中是怎么存儲的呢？
????????字符?律以ASCII形式存儲，數值型數據既可以以ASCII形式存儲，也可以使用二進制形式存儲。如有整數10000，如果以ASCII碼的形式輸出到磁盤，則磁盤中占用5個字節（每個字符?個字節），而二進制形式輸出，則在磁盤上只占4個字節。

4.控制文件打開與關閉的函數

? ? ? ? 在了解了這些前置知識之后，我們切入正題--打開文件和關閉文件。c語言提供了兩個函數，它們分別負責文件的打開和關閉，原型如下：

打開文件：

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

關閉文件：

int fclose ( FILE * stream );

fopen函數有兩個參數，第一個參數是以字符串形式表示的文件名，第二個參數是文件的打開方式，用字符串表示。這個函數在使用的時候我們需要創建一個文件指針變量來接收，當文件打開失敗時，它會返回空指針。關于打開方式，在這里一一列舉：

打開方式	含義	如果指定的文件不存在
“r”（只讀）	為了輸?數據，打開?個已經存在的?本?件	返回空指針
“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	返回空指針
“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	返回空指針
“w+”（讀寫）	為了讀和寫，建立一個新的文本文件	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	返回空指針
“wb+”（讀寫）	為了讀和寫，建立?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

對于fclose函數，它的參數是文件指針，用于關閉這個文件指針指向的文件。

接下來，我們嘗試打開和關閉一個文件：

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w");if (pf == NULL)//文件打開失敗則退出程序{perror("fopen");return 0;}printf("文件打開成功\n");fclose(pf);pf = NULL;//避免出現野指針，及時制空return 0;
}

運行結果：

可以看到，由于打開方式是“w”，該路徑下確實出現了一個名為“test.txt”的文件。

二、文件的順序讀寫

? ? ? ? 接下來介紹幾個函數，用于在文件當中讀取或者寫入數據。

函數名	功能	適?于
fgetc	字符輸?函數	所有輸?流
fputc	字符輸出函數	所有輸出流
fgets	?本?輸?函數	所有輸?流
fputs	?本?輸出函數	所有輸出流
fscanf	格式化輸?函數	所有輸?流
fprintf	格式化輸出函數	所有輸出流
fread	?進制輸?	?件輸?流
fwrite	?進制輸出	?件輸出流

接下來我們嘗試使用一下fscanf和fprintf函數：

這兩個函數的第一個參數是一個文件指針，用于對文件數據進行讀取和寫入操作。之后的參數與scanf、printf函數相同。

#include <stdio.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//要寫入數據，以寫的形式打開文件if (pf == NULL){perror("fopen");return 0;}fprintf(pf, "123456");//向文件中寫入數據fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

可以看到，數據已經寫入到文件當中了。接下來我們使用fscanf函數將文件數據打印到屏幕上：

#include <stdio.h>int main()
{char str[20] = { 0 };FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//要讀取數據，以讀的形式打開文件if (pf == NULL){perror("fopen");return 0;}fscanf(pf, "%s", str);//讀取數據到str當中printf(str);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

運行結果：

三、文件的隨機讀寫

1.fseek函數

? ? ? ? fseek函數的作用是根據文件指針的位置和偏移量來定位文件指針。它的原型如下：

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

它的第一個參數是文件指針，第二個參數是相對于設置位置的偏移量，第三個參數是設置的位置。

c語言定義了三個宏，可選擇其中一個作為第三個參數：

SEEK_SET：文件的起始位置

SEEK_CUR：文件指針當前的位置

SEEK_END：文件的末尾

定位了文件指針之后，我們就可以在文件的指定位置處進行讀取或者寫入操作了。

2.ftell函數

????????ftell函數用于返回文件指針相對于起始位置的偏移量。函數原型：

long int ftell ( FILE * stream );

3.rewind函數

? ? ? ? rewind函數用于將文件指針的位置回到文件的起始位置。它的函數原型：

void rewind ( FILE * stream );

四、文件讀取結束的判定

? ? ? ? 1.對于文本文件，我們首先可以使用fgetc函數循環讀取文件中的字符，直到讀到EOF為止，說明文件讀取結束。

????????2.對于二進制文件，我們使用fread函數判斷其返回值：是否小于實際要讀的個數。如果小于，則說明讀取結束。

? ? ? ? 對于以上兩種情況，文件讀取結束時，我們可以繼續判斷文件讀取結束的原因。介紹兩個函數：feof和ferror。

????????feof函數用于判斷文件讀取結束的原因是否是遇到文件尾。它的原型如下：

int feof ( FILE * stream );

如果文件由于讀取到文件末尾而讀取結束，則返回EOF；如果是其他情況，則會返回0。

????????ferror函數用于判斷文件讀取結束的原因是否是出現I/O錯誤。原型如下：

int ferror ( FILE * stream );

如果文件由于出現I/O錯誤而讀取結束，則返回非0值；其他情況則返回0。

接下來我們嘗試寫一段代碼對文件讀取結束進行判斷：

#include <stdio.h>int main()
{int c = 0;FILE* fp = fopen("test.txt", "r");if (fp == NULL){perror("fopen");return 0;}while ((c = fgetc(fp)) != EOF)//返回EOF則讀取結束{putchar(c);}//判斷讀取結束的原因if (ferror(fp))puts("I/O錯誤\n");else if (feof(fp))puts("文件讀取結束\n");fclose(fp);fp = NULL;return 0;
}