C语言文件学习

——一般来说，文件是指一组相关数据的有序集合。文件通常是驻留在外部介质（如磁盘）上的，在使用时才调入内存。程序执行时，所有的数据都存储在内存中，这些数据只能临时存放而不能永久保存，要想永久保存就要把数据以文件形式存储在外存储器中。每个文件都有一个名字，操作系统以文件为单位对数据进行管理。

C语言从不同的角度对文件进行分类：

①从用户的角度，文件可分为普通文件和设备文件。

普通文件是保存在磁盘或其他外部介质上的一个有序数据集。源文件、目标文件、可执行文件等都是普通文件。

设备文件是指显示器、打印机、键盘等外部设备。C语言把外部设备也看作是一个文件来进行管理，把其输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。例如：键盘被默认为标准输入文件，屏幕被默认为标准输出文件。

②根据数据的编码方式，可分为文本文件和二进制文件。

文本文件是按照数据在内存中的存储形式放到磁盘上的。例如，整数12345678存储时被视为‘1’、‘2’、...‘8’，8个字符占8个字节。

二进制文件是按照数据在内存中的存储形式放到磁盘上的。例如，整数12345678，在内存中按二进制形式存放，占4个字节。

二进制VS文本

文件类型

文件优点

文件劣势

二进制

程序读写快

人类读写困难，而且不跨平台

int（数据类型）大小不一致，大小端问题

文本

便于人类读写，而且跨平台

程序输入输出需要格式化，开销大

目前C语言使用的文件系统分为缓冲文件系统（标准I/O）和非缓冲文件系统（系统I/O）。

←缓冲文件系统

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main(){

FILE *fp;
fp=fopen("f1.txt","w");
fprintf(fp,"Hello World!");
fclose(fp);
return 0;
}

*fp是文件指针；每一个被使用的文件都要在内存中开辟一个区域，用来存放有关信息，包括文件名称、文件状态和文件当前位置等。这些信息被保存在一个结构变量中，该结构类型被系统定义为FILE，放在“stdio.h”FILE的结构大致是这样：

typedef struct
{
    short level;/*缓冲区使用量*/
    unsigned flags; /*文件状态标志*/
    char fd;      /*文件描述符*/
    short bsize;   /*缓冲区大小*/
    unsigned char *buffer;/*文件缓冲区的首地址*/
    unsigned char *curp;/*指向文件缓冲区的工作指针*/
    unsigned char hold;/*其他信息*/
    unsigned istemp;
    short token;
}FILE;

fopen函数用来打开一个文件，其调用的一般形式为：

文件指针名 = fopen（文件名字符串，使用文件方式字符串）;

fp=fopen("f1.txt","w");

f1.txt默认在c工程所在的文件夹中。“w”表示建立只写文件，如果不存在新建一个并写入，若存在，直接写入覆盖文件原来内容。

输入/输出重定向函数freopen（）

freopen("in.txt","r",stdin);

把标准输入流stdin重定向到in.txt中，在scanf的时候，不在从键盘输入文件中读取，而是从in.txt文件中读取。

freopen("out.txt","w",stdout);

把可执行程序的标准输出或标准错误输出重新定向到指定的out.txt文件中。把stdout重定向到out.txt中，输出结果不会显示到标准输出设备上，而是保存到out.txt中。

重定向文件算a+b，结果保存在out.txt文件中：

int main(){
int a,b;
freopen("in.txt","r",stdin);
freopen("out.txt","w",stdout);
while(scanf("%d%d",&a,&b)!=EOF){
    printf("%d\n",a+b);
}
fclose(stdin);
fclose(stdout);
return 0;
}

字符读/写函数fgetc()和fputc()

①fputc函数是将一个字符写到磁盘文件中，同时移动读写位置指针到下一个写入位置。

fputc(字符型变量，文件指针）;

如果写入成功，返回该字符，失败，返回EOF（-1）

②fgetc函数从磁盘中读取一个字符,无出错返回值。

fgetc(文件指针）;

int main(){
FILE *fp;
char ch;
if(!(fp=fopen("f2.txt","w")))
{
    printf("can not open this file\n");
    return;//exit(0)
}
for(;(ch=getchar())!='@';)
    fputc(ch,fp);

    fclose(fp);

if(!(fp=fopen("f2.txt","r")))
{
    printf("can not open this file\n");
    return;//exit(0)
}
for(;(ch=fgetc(fp))!=EOF;)
    putchar(ch);

    fclose(fp);
return 0;
}

字符串读/写函数fgets()和fputs()

①fputs函数用来向指定的文件写入一个字符串

fputs(字符数组，文件指针）;

其中字符数组要写入的字符串，可以是一个字符串常量、或字符指针变量名。需要注意的是结束符'\0'不写入文件，若写成功，返回一个非负数；否则，返回EOF。

②fgets函数从文件中读取字符串，成功，返回字符串，失败，返回空指针

fgets(字符数组，字符个数(字符串长度），文件指针）；字符串长度如果用strlen函数，需要加一，即strlen(string)+1，因为strlen是不统计'\0'的，用sizeof(string)不用加一。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define LEN 100
int main(){
FILE *fp;
char string[LEN];
if(!(fp=fopen("f2.txt","w")))
{
    printf("can not open this file\n");
    return;//exit(0)
}
printf("Input a string:");
gets(string);
fputs(string,fp);
fclose(fp);
if(!(fp=fopen("f2.txt","r")))
{
    printf("can not open this file\n");
    return;//exit(0)
}
fgets(string,sizeof(string),fp);
printf("Output the string:");
puts(string);
fclose(fp);
return 0;
}

格式化文件读/写函数fscanf()和fprintf()

fscanf(文件指针，格式字符串，输入表）；

fprintf(文件指针，格式字符串，输出表）；

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define LEN 100
struct hero{
    char name[10],petname[10],id[12];
    int age;
}Hero[LEN];
int main(){
FILE *fp,*fp1;
int i,count=0;

fp=fopen("f1.txt","r");
if(fp==NULL){
    printf("Can not read data from file f1!\n");
    return;
}

fp1=fopen("f2.txt","w");
if(fp1==NULL){
    printf("can not write data to file f2!\n");
    return;
}
for(i=0;(fscanf(fp,"%s%s%d%s",Hero[i].name,Hero[i].petname,&Hero[i].age,Hero[i].id))!=EOF;i++){count++;}
for(i=0;i<count;i++)
{
    fprintf(fp1,"%s %s %d %s\n",Hero[i].name,Hero[i].petname,Hero[i].age,Hero[i].id);
}

for(i=0;i<count;i++){
    printf("%s %s %d %s\n",Hero[i].name,Hero[i].petname,Hero[i].age,Hero[i].id);
}
fclose(fp);
fclose(fp1);
return 0;
}

数据块读/写函数fread()和fwrite()

fread(数据区首地址，每次读取的字节数，读取次数，文件指针）；

fwrite(数据区首地址，每次写入的字节数，写入次数，文件指针）；

数据存储区首地址可以是数组名、结构变量或结构指针。如果操作成功，返回1；失败，返回0。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define LEN 100
struct hero{
    char name[10];
    char petname[10];
    int age;
    char id[12];
}Hero[LEN];
int main(){
FILE *fp,*fp1;
int i,count=0;

fp=fopen("f1.txt","r");
if(fp==NULL){
    printf("Can not read data from file f1!\n");
    return;
}

fp1=fopen("f2.txt","w");
if(fp1==NULL){
    printf("can not write data to file f2!\n");
    return;
}

fread(Hero,sizeof(Hero[0]),4,fp);
fwrite(Hero,sizeof(Hero[0]),4,fp1);

fclose(fp);
fclose(fp1);
return 0;
}

fseek(文件指针，字节单位（整数），开始位置);

int main(){
FILE *fp,*fp1;
char t[20];
char s[]="How are you!";
if((fp=fopen("f1.txt","w"))==0){
    printf("File open error!\n");
    return;
}
fwrite(s,strlen(s),1,fp);
fclose(fp);
if((fp1=fopen("f1.txt","r"))==0){
    printf("File open error!\n");
    return;
}
fseek(fp1,3,0);
fread(t,7,1,fp1);
t[7]='\0';
printf("\n%s\n",t);
fclose(fp1);
return 0;
}

⭐其中，fp，fp1不能用一个，一个是写入的文件指针，一个是读出的文件指针，不然用一个的话，会输出不了正常的字符串。

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