C语言：文件操作（文件函数及文件讲解）

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1.什么是文件

1.1 程序?件 程序?件包括源程序?件（后缀为.c）,?标?件（windows环境后缀为.obj）,可执?程序（windows 环境后缀为.exe）。

1.2 数据?件 ?件的内容不?定是程序，?是程序运?时读写的数据，?如程序运?需要从中读取数据的?件，或 者输出内容的?件。

1.3 文件名

2.二进制文件和文本文件

3.?件的打开和关闭

3.2.文件指针

4. ?件的顺序读写

4.1.顺序读写函数介绍

5.文件的随机读写

5.1 fseek

5.2 ftell

5.3 rewind

6. ?件读取结束的判定

6.1 被错误使?的 feof

7. ?件缓冲区

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1.什么是文件

磁盘上的?件是?件。

但是在程序设计中，我们?般谈的?件有两种：程序?件、数据?件(从功能上分析)。

1.1 程序?件 程序?件包括源程序?件（后缀为.c）,?标?件（windows环境后缀为.obj）,可执?程序（windows 环境后缀为.exe）。

1.2 数据?件 ?件的内容不?定是程序，?是程序运?时读写的数据，?如程序运?需要从中读取数据的?件，或 者输出内容的?件。

有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使?，这?处 理的就是磁盘上?件。（我们主要讲解数据文件）

1.3 文件名

?个?件要有?个唯?的?件标识，以便??识别和引?。

?件名包含3部分：?件路径+?件名主?+?件后缀 例如：

c:\code\test.txt ?

为了?便起?，?件标识常被称为?件名。

2.二进制文件和文本文件

根据数据的组织形式，数据?件被称为?本?件或者?进制?件。

数据在内存中以?进制的形式存储，如果不加转换的输出到外存，就是?进制?件。

如果要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的?件就是?本?件。

3.?件的打开和关闭

3.1?流和标准流

3.1.1 流

我们程序的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备获取数据，不同的外部设备的输?输出 操作各不相同，为了?便程序员对各种设备进??便的操作，我们抽象出了流的概念，我们可以把流 想象成流淌着字符的河。

C程序针对?件、画?、键盘等的数据输?输出操作都是同流操作的。 ?般情况下，我们要想向流?写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。

3.1.2 标准流

那为什么我们从键盘输?数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流呢？ 那是因为C语?程序在启动的时候，默认打开了3个流：

? stdin - 标准输?流，在?多数的环境中从键盘输?。

? stdout - 标准输出流，?多数的环境中输出?显?器界?。

? stderr - 标准错误流，?多数环境中输出到显?器界?。

这是默认打开了这三个流，我们使?scanf、printf等函数就可以直接进?输?输出操作的。 stdin、stdout、stderr三个流的类型是： FILE* ，通常称为?件指针。 C语?中，就是通过 FILE* 的?件指针来维护流的各种操作的。

3.2.文件指针

缓冲?件系统中，关键的概念是“?件类型指针”，简称“?件指针”。

每个被使?的?件都在内存中开辟了?个相应的?件信息区，?来存放?件的相关信息（如?件的名 字，?件状态及?件当前的位置等）。这些信息是保存在?个结构体变量中的。该结构体类型是由系 统声明的，取名FILE.

下?我们可以创建?个FILE*的指针变量:

1 FILE* pf;//?件指针变量

定义pf是?个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个?件的?件信息区（是?个结构体变 量）。通过该?件信息区中的信息就能够访问该?件。也就是说，通过?件指针变量能够间接找到与 它关联的?件。?

3.3 ?件的打开和关闭

?件在读写之前应该先打开?件，在使?结束之后应该关闭?件。

在编写程序的时候，在打开?件的同时，都会返回?个FILE*的指针变量指向该?件，也相当于建?了 指针和?件的关系。

ANSIC 规定使? fopen 函数来打开?件， fclose 来关闭?件。

//打开?件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭?件
int fclose ( FILE * stream );

mode表??件的打开模式，下?都是?件的打开模式：

?件使??式	含义	如果指定?件不存在
“r”（只读）	为了输?数据，打开?个已经存在的?本?件	出错
“w”（只写）	为了输出数据，打开?个?本?件	建??个新的?件
“a”（追加）	向?本?件尾添加数据	建??个新的?件
“rb”（只读）	为了输?数据，打开?个?进制?件	出错
“wb”（只写）	为了输出数据，打开?个?进制?件	建??个新的?件
“ab”（追加）	向?个?进制?件尾添加数据	建??个新的?件
“r+”（读写）	为了读和写，打开?个?本?件	出错
“w+”（读写）	为了读和写，建议?个新的?件	建??个新的?件
“rb+”（读写）	为了读和写打开?个?进制?件	出错
“wb+”（读写）	为了读和写，新建?个新的?进制?件	建??个新的?件
“ab+”（读写）	打开?个?进制?件，在?件尾进?读和写	建??个新的?件

/* fopen fclose example */
#include <stdio.h>
int main ()
{
 FILE * pFile;
 //打开?件
 pFile = fopen ("myfile.txt","w");
 //?件操作
 if (pFile!=NULL)
 {
 fputs ("fopen example",pFile);
 //关闭?件
 fclose (pFile);
 }
 return 0;
}

4. ?件的顺序读写

4.1.顺序读写函数介绍

函数名	功能	适?于
fgetc	字符输?函数	所有输?流
fput?	字符输?函数	所有输?流
fgets	?本?输?函数	所有输?流
fputs	?本?输出函数	所有输?流
fscanf	格式化输?函数	所有输?流
fprintf	格式化输出函数	所有输出流
fread	?进制输?	文件
fwrite	?进制输出	文件

上?说的适?于所有输?流?般指适?于标准输?流和其他输?流（如?件输?流）；所有输出流? 般指适?于标准输出流和其他输出流（如?件输出流）。

5.文件的随机读写

5.1 fseek

根据?件指针的位置和偏移量来定位?件指针用于设置文件位置指针的位置。

它通常用于随机访问文件，允许将文件位置指针移动到文件中的特定位置。

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

例如，如果要将文件位置指针移动到文件开头，可以使用以下代码：

FILE *file = fopen("example.txt", "r");
if (file != NULL) {
    fseek(file, 0, SEEK_SET); // 将文件位置指针移动到文件开头
    // 其他操作...
    fclose(file);
} else {
    // 文件打开失败处理...
}

5.2 ftell

返回?件指针相对于起始位置的偏移量，用于获取文件位置指针的当前位置。它通常用于获取文件的大小或记录文件的读写位置。

long int ftell ( FILE * stream );

ftell 函数返回一个 long 类型的值，表示当前文件位置指针距离文件开头的字节数。如果调用 ftell 函数失败，则返回 -1。

例如，如果要获取文件大小，可以使用以下代码：

FILE *file = fopen("example.txt", "r");
if (file != NULL) {
    fseek(file, 0, SEEK_END); // 将文件位置指针移动到文件末尾
    long size = ftell(file); // 获取文件大小
    printf("File size: %ld bytes\n", size);
    fclose(file);
} else {
    // 文件打开失败处理...
}

另外，需要注意的是，在使用二进制文件时，文件指针的偏移量应该与文件中实际数据的字节数相对应，而不是文件的字符数。

5.3 rewind

让?件指针的位置回到?件的起始位置，它通常与 fseek 函数搭配使用，用于重新定位文件的读写位置。

void rewind ( FILE * stream );

例：

#include <stdio.h>
int main ()
{
 int n;
 FILE * pFile;
 char buffer [27];
 
 pFile = fopen ("myfile.txt","w+");
 for ( n='A' ; n<='Z' ; n++)
 fputc ( n, pFile);
 rewind (pFile);
 
 fread (buffer,1,26,pFile);
 fclose (pFile);
 
 buffer[26]='\0';
 printf(buffer);
 return 0;
}

6. ?件读取结束的判定

6.1 被错误使?的 feof

在?件读取过程中，不能?feof函数的返回值直接来判断?件的是否结束。

feof 的作?是：当?件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是：遇到?件尾结束。 1. ?本?件读取是否结束，判断返回值是否为 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）

?进制?件的读取结束判断，判断返回值是否?于实际要读的个数。

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
 int c; // 注意：int，?char，要求处理EOF
 FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
 if(!fp) {
 perror("File opening failed");
 return EXIT_FAILURE;
 }
 //fgetc 当读取失败的时候或者遇到?件结束的时候，都会返回EOF
 while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取?件循环
 { 
 putchar(c);
 }
 //判断是什么原因结束的
 if (ferror(fp))
 puts("I/O error when reading");
 else if (feof(fp))
 puts("End of file reached successfully");
 fclose(fp);
}

7. ?件缓冲区

ANSIC 标准采?“缓冲?件系统”处理的数据?件的，所谓缓冲?件系统是指系统?动地在内存中为 程序中每?个正在使?的?件开辟?块“?件缓冲区”。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓 冲区，装满缓冲区后才?起送到磁盘上。如果从磁盘向计算机读?数据，则从磁盘?件中读取数据输 ?到内存缓冲区（充满缓冲区），然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。缓冲区的??根据C编译系统决定的。

?因为有缓冲区的存在，操作?件的时候，需要做刷新缓冲区或者在?件操作结束的时候关闭?件。 如果不做，可能导致读写?件的问题。?