C语言中的文件操作

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主题 556|帖子 556|积分 1668

1.为什么使用文件

在学习结构体时,写了一个简易的通讯录的程序,当程序运行起来的时候,可以在通讯录中增加和删除数据,此时数据是存放在内存当中的,当程序退出的时候,通讯录中的数据自然就不存在了,等下次通讯录运行的时候,数据又得重新录入了,这样的通讯录使用起来会有点难受。
所以应该通讯录应该要能够把数据给记录下来,只有选择删除的时候,数据才不复存在。而这就涉及到了数据持久化的问题,一般数据持久化的方法有,把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。
使用文件可以将数据直接存放到电脑的硬盘上,做到了数据的持久化。
2.什么是文件

磁盘上的文件是文件。
但是在程序设计中,文件可以分为两种:程序文件和数据文件(从文件功能的角度来分类)
2.1程序文件

包括源程序文件(后缀为.c),目标文件(windows环境后缀为.obj),可执行程序(windows环境后缀为.exe)
平时用来写C语言代码的那个文件就是源程序文件

可执行程序就是代码运行起来后弹出的那个黑框框

目标文件就是可执行程序在形成过程中生成的文件

2.2数据文件

文件的内容不一定是程序,而是程序运行起来时读写的数据,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。
以下的内容基本都是围绕这个数据文件来展开的,而在之前所处理数据的输入以及输出都是以终端(终端就是输入输出设备)为对象的,即从终端的键盘上输入数据,运行结果输出(显示)到显示器上。
有时候会把信息输出到磁盘上面,当需要的时候再从磁盘上读取数据到内存中使用,这里处理的就是磁盘上文件。
2.3文件名

一个文件要有唯一的文件标识,以便用户识别和引用。
为了方便起见,文件标识通常被称为文件名。
文件名包含三个部分:文件路径+文件名主干+文件后缀
例如:C:\code\test.txt
3.文件的打开和关闭

3.1文件指针

缓冲系统中,关键的概念是“文件类型指针”,简称“文件指针”
每个被使用的文件都在内存中开辟了一个文件信息区,用来存放文件的相关信息(如文件的名字,文件的状态以及文件的位置等)。这些信息是保存在一个结构体变量中的,而这个结构体类型是由系统来声明的,取名FILE。
例如,在VS2013编译环境下提供的stdio.h头文件中有以下的文件类型声明:
  1. struct _iobuf {
  2.     char *_ptr;
  3.     int  _cnt;
  4.     char *_base;
  5.     int  _flag;
  6.     int  _file;
  7.     int  _charbuf;
  8.     int  _bufsiz;
  9.     char *_tmpfname;
  10.    };
  11. typedef struct _iobuf FILE;
复制代码
不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同,但是大同小异。
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,使用者不必关心其中的细节。
一般通过一个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。
创建一个FILE*的指针变量:
   FILE* pf://文件指针变量
   定义pf是一个指向FILE类型数据的文件指针变量,可以使pf指向某个文件的文件信息区(一个结构体变量),通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件,也就是说,通过文件指针变量能够找到与他关联的文件。
如图:

每个文件在打开的时候都会在内存中开辟一个文件信息区,这个文件信息区就是FILE结构体类型的变量,而此时文件指针就会指向这个变量。
3.2文件的打开和关闭

文件在读写之前应该先打开文件,在使用结束之后应该关闭文件。
在编写程序的时候,在打开文件的同时,都会放回一个FILE*的指针变量指向该文件,也相当于建立了指针和文件的关系。
ANSI C规定使用fopen函数来打开文件,使用fclose函数来关闭文件。
打开文件:
   FILE* fopen(const char* filename, const char* mode);
  关闭文件:
   int fclose (FILE* stream); 
  
文件使用方式含义如果指定文件不存在
"r" (只读)为了输入数据,打开一个已经存在的文件出错
“w”(只写)为了输出数据,打开一个文本文件建立一个新的文件
“a”(追加)向文本文件尾添加数据建立一个新的文件
“rb”(只读)为了输入数据,打开一个二进制文件出错
“wb”(只写)为了输出数据,打开一个二进制文件建立一个新的文件
“ab”(追加)向一个二进制文件尾添加数据出错
“r+”(读写)为了读和写,打开一个文本文件出错
“w+”(读写)为了读和写,建立一个新的文件建立一个新的文件
“a+”(读写)打开一个文件,在文件尾进行读写建立一个新的文件
“rb+”(读写)为了读和写打开一个二进制文件出错
“wb+”(读写)为了读和写,新建一个新的二进制文件建立一个新的文件
“ab+”(读写)打开一个二进制文件,在文件尾进行读和写建立一个新的文件
用只写的方式打开文件
代码如下:
  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4.         //打开文件
  5.         FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
  6.         if (pf == NULL)//遇到错误时函数会返回NULL指针
  7.         {
  8.                 perror("fopen");
  9.                 return 1;
  10.         }
  11.         //文件操作
  12.         //
  13.         //关闭文件
  14.         fclose(pf);
  15.         pf = NULL;//把文件指针置空,防止野指针的问题
  16.         return 0;
  17. }
复制代码
在相应的目录下创建了一个test.txt文件,如果文件不存在,则进行创建,如果文件存在,则对文件的内容进行销毁
用只读的方式打开文件
代码如下:
  1. int main()
  2. {
  3.         //打开文件
  4.         FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
  5.         //文件操作
  6.         //
  7.         //关闭文件
  8.         fclose(pf);
  9.         pf = NULL;//把文件指针置空,防止野指针的问题
  10.         return 0;
  11. }
复制代码
相应的目录下必须要存在这个test.txt文件,否则编译器会报错。
注意:在相应的目录下查看文件时要在查看中打开文件扩展名

以上fopen函数中的文件名参数写的都是相对路径,如果要写绝对路径的话要从对应的根目录开始写。
4.文件的顺序读写

先来认识一些输入和输出函数:
功能函数名适用于
字符输入函数fgetc 所有输入流
字符输出函数 fputc 所有输出流
文本行输入函数fgets 所有输入流
文本行输出函数fputs所有输出流
格式化输入函数fscanf 所有输入流
格式化输出函数fprintf 所有输出流
二进制输入fread文件
二进制输出fwrite文件
这里的输出流和输出流是一个抽象的概念,比如说一些外部设备如键盘、显示器、U盘等等,这些设备的输入和输出方式都是不同的,这个时候C语言中的库将这些输入和输出的方式都封装成一个流,只需要知道这个流就能完成一个输入和输出,而不用去学习硬件上的其他知识。
再打开编译器的时候,会默认打开三个流,分别是标准输入流、标准输出流和标准错误流
标准输入流:stdin,指的是键盘
标准输出流:stdout,指的是屏幕
标准错误流:stderr,也是屏幕
接下来具体讲讲输入和输出函数
字符输出函数:
   int  fputc(int c, FILE* stream);
  fputc会返回被输出字符的ASCII码值,遇到错误时返回EOF。 
[code]#include int main(){        //打开文件        FILE* pf = fopen("test.txt", "w");        if (pf == NULL)        {                perror("fopen");                return 1;        }        //写文件        char ch = 0;        for (ch = 'a'; ch
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