前言

文件操作可能看起來很簡單，但實際上它涉及到許多細節(jié)和技巧。在這篇博客中，我們將從基礎開始，逐步深入，為您解析C語言中的文件操作

什么是文件

磁盤上的文件都是文件。

在程序設計中，我們一般談的文件有兩種：程序文件、數(shù)據(jù)文件

程序文件

包括源程序文件（后綴為.c）,目標文件（windows環(huán)境后綴為.obj）,可執(zhí)行程序（windows環(huán)境后綴為.exe）。?

數(shù)據(jù)文件

文件的內(nèi)容不一定是程序，而是程序運行時讀寫的數(shù)據(jù)，比如程序運行需要從中讀取數(shù)據(jù)的文件，或者輸出內(nèi)容的文件。?

本期我們主要探討數(shù)據(jù)文件

在以前處理數(shù)據(jù)的輸入輸出都是以終端為對象的，即從終端的鍵盤輸入數(shù)據(jù)，運行結果顯示到顯示器上。
其實有時候我們會把信息輸出到磁盤上，當需要的時候再從磁盤上把數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中使用，這里處理的就是磁盤上文件（從文件中讀數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸出讀入文件）。

文件名

在對文件進行操作時，我們必須要知道文件名，接下來我們先對文件名進行介紹。

?一個文件要有一個唯一的文件標識，以便用戶識別和引用。

文件名包含3部分：文件路徑+文件名主干+文件后綴

例如：?c:\code\test.txt

?為了方便起見，文件標識常被稱為文件名。

文件的打開與關閉

緩沖文件系統(tǒng)中，關鍵的概念是“文件類型指針”，簡稱“文件指針”

每個被使用的文件都在內(nèi)存中開辟了一個相應的文件信息區(qū)，用來存放文件的相關信息（如文件的名字，文件狀態(tài)及文件當前的位置等）。這些信息是保存在一個結構體變量中的。該結構體類型是有系統(tǒng)聲明的，取名FILE.

怎么理解呢？例如：

struct _iobuf {
????char *_ptr;
????int ?_cnt;
????char *_base;
????int ?_flag;
????int ?_file;
????int ?_charbuf;
????int ?_bufsiz;
????char *_tmpfname;
???};
typedef struct _iobuf FILE;

?不同的C編譯器的FILE類型包含的內(nèi)容不完全相同，但是大同小異。

每當打開一個文件的時候，系統(tǒng)會根據(jù)文件的情況自動創(chuàng)建一個FILE結構的變量，并填充其中的信息，使用者不必關心細節(jié)

?一般都是通過一個FILE的指針來維護這個FILE結構的變量，這樣使用起來更加方便。

?我們先來創(chuàng)建一個FILE* 的指針變量。

FILE* pf;//文件指針變量

定義pf是一個指向FILE類型數(shù)據(jù)的指針變量?？梢允筽f指向某個文件的文件信息區(qū)（是一個結構體變量）。通過該文件信息區(qū)中的信息就能夠訪問該文件。也就是說，通過文件指針變量能夠找到與它關聯(lián)的文件。

?或許大家有點決定抽象，那么接下來我們切身感受一下。

文件的打開與關閉

文件在讀寫之前應該先打開文件，在使用結束之后應該關閉文件。

在編寫程序的時候，在打開文件的同時，都會返回一個FILE*的指針變量指向該文件，也相當于建立了指針和文件的關系。
ANSIC 規(guī)定使用fopen函數(shù)來打開文件，fclose來關閉文件。

例如：

FILE * pf=fopen ( const char * filename, const char * mode );
int fclose ( FILE * stream );

?filename是要打開的文件名，? mode就是我們打開文件的方式。stream是指向文件的指針。

?打開方式如下：

怎么用呢？

我們先來一個簡單的，打開文件和關閉文件。

int main()
{
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");//輸出錯誤原因，雙引號里為要檢查的函數(shù)
		return 1;
	}
return 0;
}

?注意這里打開的方式是“r”，只讀已經(jīng)存在的文件，在程序當前文件中沒有一個叫data類型為txt的文件，程序就會報錯例如：

?如果存在程序就不會有任何輸出。

把“r”改成“w”，以寫的形式打開，這時我們再次運行就會看到一個data.txt的文件。

我們可以右擊代碼標簽頁，轉到所在文件夾：

?就可以看到。如果看多到txt后綴可以選擇打開文件擴展名：

點擊查看，選擇顯示，勾選文件擴展名選項。

?除此之外，我們還可以將文件放在其他路徑下。

FILE* pf = fopen("data.txt", "w");

這樣寫叫相對路徑。如果你想要創(chuàng)建在其他路徑，這就要給出絕對路徑，例如我們想把文件放在桌面上，這樣也是可以的，只需知道路徑就可以創(chuàng)建到桌面上，在需要創(chuàng)建的文件名前加上位置信息。?

例如：

FILE* pf = fopen("C:\\Users\\86150\\Desktop\\data.txt", "w");

?為了防止出現(xiàn)轉義字符，可以將每個\后加一個\，只要知道想要存放的具體位置信息，就可以將文件創(chuàng)建到指定位置。

在相對路徑的方法中，我們還可以將文件調(diào)整到上級目錄的其他文件路徑下，例如：

?點（.)是當前目錄，(..)是上級目錄，假設我們需要將文件放在程序上級目錄的Debug文件下，我們就可以這樣寫：

FILE* pf = fopen("..\\Debug\\data.txt", "w");

?關閉文件就簡單了，例如：

上述的方法我們打開文件，關閉文件就只需這樣寫：

int main()
{
	
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
    fclose(pf);
	pf = NULL;
 return 0;
}

關閉文件之后，及時將pf置為NULL。

文件的順序讀寫

?說到流，這里我們進行簡單科普：

讀寫文件時我們需要：

• 打開文件
• 讀寫文件
• 關閉文件

?例如：我們在使用scanf，和printf時，并沒有什么打開鍵盤，打開屏幕等一系列操作，默認就直接進行操作。

這是因為C程序只要運行起來，就默認打開三個流：

• 標準輸入流? stdin
• 標準輸出流? stdout
• 標準錯誤流? stderr

所以在使用scanf，printf時就可以默認使用。?它們的類型都是FILE*類型。

什么是流？

流是指數(shù)據(jù)在計算機中的傳輸方式，它是數(shù)據(jù)的有序序列，可以是字節(jié)、字符、圖像、音頻或視頻等形式輸入流用于從外部讀取數(shù)據(jù)到計算機內(nèi)存中，而輸出流則用于將計算機內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫入到外部設備或文件中。流的操作可以是順序的，也可以是隨機的。

我們繼續(xù)回到文件讀寫函數(shù)。

fgetc是字符輸入函數(shù)，一次讀入一個字符到程序當中，fputc是字符輸出函數(shù)，一次輸出一個字符，它們都是適用于所有流的，可以是從鍵盤輸入，也可以是從文件里讀取輸入。至于輸出，可以輸出到屏幕上，也可以輸出到文件里。

字符讀寫

我們可以來嘗試一下寫文件：

int main()
{
	
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 26; i++)
	{
		fputc('a' + i, pf);
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

?寫26個字母寫到這個data.txt文件中。

我們運行一下程序，在當前程序路徑下找到data.txt文件。打開來看，它確實會按照順序寫入26個字母。?

?如果我們想要輸出到屏幕上，就只需把pf換成stdout就行了。fputc('a' + i, stdout);

?接下來我們嘗試一下讀文件：

我們將剛剛寫入的文件數(shù)據(jù)保存，然后對文件進行讀取數(shù)據(jù)：

int main()
{
	
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	int ch;
	ch=fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	ch=fgetc(pf);int
	printf("%c", ch);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

這里fgetc的返回值是int類型，如果遇到文件末尾或者讀取失敗會返回EOF。

此外fgetc函數(shù)還可以從鍵盤上讀取，只需改錯stdin即可，ch=fgetc(stdin);

讀取兩次，讀取兩個字符輸出到屏幕上，正常情況下運行應該是輸出ab兩個字符。文件在打開時，文件指針默認指向起始位置，當讀完一個字符后，文件指針就會默認指向下一個位置。

或許大家會想一次讀寫一個字符太麻煩了。接下來就是文本行的讀寫。

文本行的讀寫

fgets和fputs

int main()
{
	
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fputs("abcdef", pf);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

?這次我們重新讀入，一次讀入abcdef這6個字符。因為是同對一個文件進行操作，所有原先寫入的數(shù)據(jù)會被覆蓋。我們再次打開data.txt??

?就可以觀察到，文件中只有新寫入abcdef。

再來試一試讀：

int main()
{
	
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	char ch[20] = { 0 };
	fgets(ch, 20, pf);//讀num-1個
	printf("%s\n", ch);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

?fgets的參數(shù)依次是，讀取后存放的位置，讀取的字符個數(shù)（n-1）個，讀取數(shù)據(jù)的位置。

?我們可以先在讀數(shù)據(jù)的文件中輸入長度超過20的字符進行驗證。

格式化輸入輸出

接下來就是fprintf 和fscanf?

前邊介紹的方法都是字符的讀寫，而fprintf 和fscanf是對數(shù)據(jù)進行格式讀寫，我們直接上代碼：

struct S {
	int a;
	float s;
};
int main()
{

	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");//注意，讀寫時操作不同，注意修改
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	struct S s = { 100,3.14f };
	fprintf(pf,"%d %f",s.a,s.s);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

?它可以將不同格式的數(shù)據(jù)輸出到指定位置。和printf很類似，就是前邊加上輸出的位置。

?運行成功后，打開文件就可以看到100，3.140000出現(xiàn)在文件中。

?既然有格式化輸出，那就必然有從文件中輸入。

直接上代碼：

struct S {
	int a;
	float s;
};
int main()
{

	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	struct S s = { 0 };
	fscanf(pf,"%d %f",&(s.a),&(s.s));
	printf("%d %f", s.a, s.s);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

?我們可以保存之前的數(shù)據(jù)，再次運行，屏幕上就會輸出文件中的數(shù)據(jù)。fscanf和我們經(jīng)常適用的scanf也很相似，只是多了一個讀取數(shù)據(jù)的位置。

除此之外還有sscanf和sprintf

我們可以來對比一下這幾個函數(shù)：

• scanf? 從標準輸入流讀取格式化的數(shù)據(jù)。
• printf? 向標準輸出流寫格式化的數(shù)據(jù)。
• fscanf? 適用于所有輸入流的格式化輸入函數(shù)
• fprintf? 適用于所有輸出流的格式化輸出函數(shù)

sprintf? 將格式化的數(shù)據(jù)寫入到字符串中（將格式化的數(shù)據(jù)轉化為字符串），廢話不多講我們直接上代碼：

struct S {
	int a;
	float s;
	char str[20];
};
int main()
{
	char ch[30] = { 0 };
	struct S s = { 100,3.14f,"hello world" };
	sprintf(ch, "%d %f %s",s.a,s.s,s.str);
	return 0;
}

通過調(diào)試，觀察ch中的數(shù)據(jù)：

?可以觀察到它確實將數(shù)據(jù)轉化成了字符串，并存放到了數(shù)組當中。

和printf也很類似，只需在前邊添加要存放的數(shù)組。

sprintf可以將任何類型的數(shù)據(jù)轉換成字符串，那就會有還原的函數(shù)，那么這就是sscanf函數(shù)的作用。

struct S {
	int a;
	float s;
	char str[20];
};
int main()
{
	char ch[30] = { 0 };
	struct S s = { 100,3.14f,"hello world" };
	struct S t = { 0 };
	sprintf(ch, "%d %f %s",s.a,s.s,s.str);
	
	sscanf(ch, "%d %f %s", &(t.a),&(t.s), &(t.str));
	printf("%d %f %s\n", t.a,t.s,t.str);
	return 0;
}

sprintf將數(shù)據(jù)轉換成字符串，sscanf將數(shù)據(jù)還原。通過結構體訪問成員進而輸出。

sscanf其實也是和scanf很像，它僅僅是在前邊添加了一個轉換的數(shù)組地址。

這里我們繼續(xù)對文件操作函數(shù)進行介紹。

二進制文件輸入輸出

fread和fwrite

寫文件：

struct S {
	int a;
	float s;
	char str[20];
};
int main()
{
	struct S s = { 100,12.56f,"hahaha" };
	FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");//注意這里不再是w而實wb以二進制形式寫入。
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fwrite(&s,sizeof(struct S),1,pf);寫一個結構體數(shù)據(jù)到文件中
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

?創(chuàng)建一個結構體s并進行初始化。fwrite怎么用呢？它的第一個參數(shù)是數(shù)據(jù)的來源，第二個參數(shù)是數(shù)據(jù)的大小，第三個參數(shù)是寫入的個數(shù)，第四個參數(shù)是寫入的位置。

運行成功后，此時打開文件data.txt觀察數(shù)據(jù)：

?結果是亂碼，這就是二進制文件，但這并不是誰都讀不懂，計算機也可以將數(shù)據(jù)轉換成正常數(shù)據(jù)。這就是接下來要介紹的fread函數(shù)的功能

我們看代碼：

struct S {
	int a;
	float s;
	char str[20];
};
int main()
{
	struct S s = { 0 };
	FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");//注意這里打開文件的方式需要修改rb
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
	printf("%d %f %s", s.a, s.s, s.str);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

?它和fwrite函數(shù)傳遞的參數(shù)一致，但函數(shù)作用恰好相反。運行程序后就可以將原先寫入的二進制文件轉變?yōu)檎?shù)據(jù)。

文件的隨機讀寫

前邊我們都是在寫文件的順序讀寫，其實文件還存在隨機讀寫。關于隨機讀寫的函數(shù)有3種

fseek、ftell和rewind

fseek

根據(jù)文件指針的位置和偏移量來定位文件指針。

?ftell

返回文件指針相對于起始位置的偏移量

rewind

讓文件指針的位置回到文件的起始位置

?我們直接看應用：

int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fseek(pf, 9, SEEK_SET);//文件指針偏移  SEEK_SET初始位置開始偏移
	int ch=fgetc(pf);        //SEEK_CUR  當前位置開始偏移
	printf("%c\n", ch);      //SEEK_END  末尾位置開始偏移

	int p=ftell(pf);//計算文件內(nèi)容偏移量
	printf("%d\n", p);

	rewind(pf);//回到起始位置
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

?fseek第一個參數(shù)是文件指針，定位要讀取的文件，第二個參數(shù)是偏移量，第三個參數(shù)是文件起始位置。

上述程序運行前可以在文件中初始化為26個字母。運行就可以看到一下結果：

?文件操作知識拓展

?文本文件和二進制文件

根據(jù)數(shù)據(jù)的組織形式，數(shù)據(jù)文件被稱為文本文件或者二進制文件

?數(shù)據(jù)在內(nèi)存中以二進制的形式存儲，如果不加轉換的輸出到外存，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。

?直白點說就是，打開一個文件，我們能看懂的就屬于文本文件，看不懂的字符就是二進制文件。

一個數(shù)據(jù)在內(nèi)存中是怎么存儲的呢？

?字符一律以ASCII形式存儲，數(shù)值型數(shù)據(jù)既可以用ASCII形式存儲，也可以使用二進制形式存儲。

?例如：整數(shù)10000，如果以ASCII碼的形式輸出到磁盤，則磁盤中占用5個字節(jié)（每個字符一個字節(jié)），而二進制形式輸出，則在磁盤上只占4個字節(jié)。

文件結束判定

被錯誤使用的 feof

切記：在文件讀取過程中，不能用feof函數(shù)的返回值直接用來判斷文件的是否結束。?

當文件讀取結束的時候，判斷是讀取失敗結束，還是遇到文件尾結束

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

• fgetc判斷是否為EOF.
• fgets判斷返回值是否為NULL.

二進制文件的讀取結束判斷，判斷返回值是否小于實際要讀的個數(shù)?

• fread判斷返回值是否小于實際要讀的個數(shù)

這里就不再舉例介紹了，這些細節(jié)上的問題一定要注意。

?文件緩沖區(qū)

ANSIC 標準采用“緩沖文件系統(tǒng)”處理的數(shù)據(jù)文件的，所謂緩沖文件系統(tǒng)是指系統(tǒng)自動地在內(nèi)存中為程序中每一個正在使用的文件開辟一塊“文件緩沖區(qū)”。從內(nèi)存向磁盤輸出數(shù)據(jù)會先送到內(nèi)存中的緩沖區(qū)，裝滿緩沖區(qū)后才一起送到磁盤上。如果從磁盤向計算機讀入數(shù)據(jù)，則從磁盤文件中讀取數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)存緩沖區(qū)（充滿緩沖區(qū)），然后再從緩沖區(qū)逐個地將數(shù)據(jù)送到程序數(shù)據(jù)區(qū)（程序變量等）。緩沖區(qū)的大小根據(jù)C編譯系統(tǒng)決定

?總結

本期內(nèi)容到此結束，在本篇博客中，向大家介紹了C語言中的文件操作技巧，幫助您更好地管理和處理文件。無論您是初學者還是有經(jīng)驗的程序員，這些技巧都能夠為您帶來便利和效率。希望您能夠在日后的工作和學習中不斷運用和完善這些技能！最后，感謝閱讀！文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-723080.html

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