C语言入门系列之11.文件和文件操作

文章目录

• 一、C文件概述
  • 1.基本概念
  • 2.文件分类
  • 3.C语言对文件的处理方法
• 二、文件的打开与关闭
  • 1.文件类型指针
  • 2.文件的打开（fopen函数）
  • 3.文件的关闭（fclose函数）
• 三、文件的读写
  • 1.字符读写函数fgetc和fputc
  • 2.字符串读写函数fgets和fputs
  • 3.数据块读写函数fread和fwrite
  • 4.格式化读写函数fprintf和fscanf
  • 5.顺序读写和随机读写
• 四、文件的定位
  • 1.fseek函数
  • 2.ftell函数
• 五、出错的检测
  • 1.ferror函数
  • 2.clearerr函数
• 六、文件操作小结
  • 1.文件操作
  • 2.文件读写

在命令行中封装表白送给她

今天520，是一个表白的好日子，虽然现在还是一条孤独的单身狗，但还是蹭一波热度吧?你也来试一下，给心爱的她一个神秘礼物吧。

一、C文件概述

1.基本概念

文件是指一组相关数据的有序集合，这个数据集有一个名称，叫做文件名。 我们在前面的已经使用到了很多文件，例如源程序文件、目标文件、可执行文件、库文件 (头文件)等。

文件通常是驻留在外部介质(如磁盘等)上的，在使用时才调入内存中来。

操作系统是以文件为单位对数据进行管理的，示意如下：

2.文件分类

从不同的角度可对文件作不同的分类： （1）从用户的角度看，文件可分为：

• 特殊文件(标准输入输出文件或标准设备文件)
• 普通文件(磁盘文件)

（2）从操作系统的角度看，每一个与主机相连的输入、输出设备都看作是一个文件。 例如：

• 输入文件，终端键盘等
• 输出文件，显示屏和打印机等

（3）按数据的组织形式：

• ASCII文件(文本文件) 每一个字节放一个ASCII代码。
• 二进制文件 把内存中的数据按其在内存中的存储形式原样输出到磁盘上存放。

例如整数10000D在内存中的存储形式以及分别按ASCII码形式和二进制形式输出如下图所示：

ASCII文件和二进制文件的比较： ASCII文件便于对字符进行逐个处理，也便于输出字符； 但一般占存储空间较多，而且要花费转换时间。

二进制文件可以节省外存空间和转换时间； 但一个字节并不对应一个字符，不能直接输出字符形式。

一般中间结果数据需要暂时保存在外存上，以后又需要输入内存的，常用二进制文件保存。

3.C语言对文件的处理方法

缓冲文件系统： 系统自动地在内存区为每一个正在使用的文件开辟一个缓冲区。 用缓冲文件系统进行的输入输出又称为高级磁盘输入输出。

非缓冲文件系统： 系统不自动开辟确定大小的缓冲区，而由程序为每个文件设定缓冲区。 用非缓冲文件系统进行的输入输出又称为低级输入输出系统。

在UNIX系统下，用缓冲文件系统来处理文本文件，用非缓冲文件系统来处理二进制文件。

ANSI C标准只采用缓冲文件系统来处理文本文件和二进制文件。

C语言中对文件的读写都是用库函数来实现。

二、文件的打开与关闭

1.文件类型指针

定义文件型指针变量：

代码语言：javascript复制

FILE  *fp;

fp是一个指向FILE类型结构体的指针变量。

我们使fp指向某一个文件的结构体变量，从而通过该结构体变量中的文件信息能够访问该文件。 如果有n个文件，一般应设n个指针变量，使它们分别指向n个文件，以实现对文件的访问。

定义FILE类型的数组：

代码语言：javascript复制

FILE　f[5];

定义了一个结构体数组f，它有5个元素，可以用来存放5个文件的信息。

2.文件的打开（fopen函数）

函数调用：

代码语言：javascript复制

FILE  *fp;
fp = fopen(文件名, 使用文件方式);

参数说明： 文件名是准备访问的文件的名字； 使用文件方式是读还是写等； fp指定指向被打开的文件的指针变量。

文件使用方式如下：

方式	含义
r	(只读)为输入打开一个文本文件
w	(只写)为输出打开一个文本文件
a	(追加)向文本文件尾增加数据
rb	(只读)为输入打开一个二进制文件
wb	(只写)为输出打开一个二进制文件
ab	(追加)向二进制文件尾增加数据
r	(读写)为读/写打开一个文本文件
w	(读写)为读/写建立一个新的文本文件
a	(读写)为读/写打开一个文本文件
rb
wb	(读写)为读/写建立一个新的二进制文件
ab	(读写)为读/写打开一个二进制文件

说明： （1）凡用r方式打开一个文件时，该文件必须已经存在，且只能从该文件读出。

（2）用w打开的文件只能向该文件写入。 若打开的文件不存在，则以指定的文件名建立该文件，若打开的文件已经存在，则将该文件删去，重建一个新文件。

（3）若要向一个已存在的文件追加新的信息，要用a方式打开文件，但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。

（4）在打开一个文件时，如果出错，fopen将返回一个空指针值NULL。 在程序中可以用这一信息来判别是否完成打开文件的工作，并作相应的处理。

（5）把一个文本文件读入内存时，要将ASCII码转换成二进制码，而把文件以文本方式写入磁盘时，也要把二进制码转换成ASCII码，因此文本文件的读写要花费较多的转换时间。 对二进制文件的读写不存在这种转换。

文件打开练习如下：

代码语言：javascript复制

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

int main(){
	FILE *fp;
	if(!(fp = fopen("E:\Test\test.txt", "r"))){
		printf("Can not open the file.n");	
	}
	else{
		printf("Open success.n");
	}
	
	return 0;
}

打印：

代码语言：javascript复制

Open success.

3.文件的关闭（fclose函数）

函数调用:

代码语言：javascript复制

fclose(文件指针);

函数功能： 使文件指针变量不指向该文件，也就是文件指针变量与文件脱钩，此后不能再通过该指针对原来与其相联系的文件进行读写操作。

返回值： 关闭成功返回值为0，否则返回EOF(-1)。

三、文件的读写

对文件的读和写是最常用的文件操作，在C语言中提供了多种文件读写的函数，使用这些函数时都要包含头文件stdio.h。

1.字符读写函数fgetc和fputc

fputc()函数调用:

代码语言：javascript复制

fputc( ch, fp);

函数功能： 将字符（ch的值）输出到fp所指向的文件中去。

用写或读写方式打开一个已存在的文件时将清除原有的文件内容，写入字符从文件首开始； 如需保留原有文件内容，希望写入的字符以文件末开始存放，必须以追加方式打开文件； 被写入的文件若不存在，则创建该文件。

文件写入练习：

代码语言：javascript复制

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

int main(){
	FILE *fp;
	char ch, filename[20];
	printf("Please input the filename ypu want to write: ");
	scanf("%s", filename);
	if(!(fp = fopen(filename, "wt "))){
		printf("Cannot open the file!n");
		exit(0);
	}
	printf("Please input the sentences you want to write:n");
	ch = getchar();
	ch = getchar();
	while(ch != EOF){
		fputc(ch, fp);
		ch = getchar();
	}
	fclose(fp);
		
	return 0;
}

打印：

代码语言：javascript复制

Please input the filename ypu want to write: test.txt
Please input the sentences you want to write:
I love c!
^Z

此时查看源程序同级目录，可以看到新增加了一个文件test.txt，里面的内容为：

I love c!

每写入一个字符，文件内部位置指针向后移动一个字节。

fputc函数有一个返回值，如写入成功则返回写入的字符，否则返回一个EOF，可用此来判断写入是否成功。

fgetc()函数调用：

代码语言：javascript复制

ch = fgetc(fp);

函数功能： 其意义是从打开的文件fp中读取一个字符并传入ch中。

在fgetc函数调用中，读取的文件必须是以读或读写方式打开的。

在文件内部有一个位置指针，用来指向文件的当前读写字节。

在文件打开时，该指针总是指向文件的第一个字节； 使用fgetc函数后，该位置指针将向后移动一个字节。 因此可连续多次使用fgetc函数，读取多个字符。

文件指针和文件内部的位置指针不是一回事： 文件指针是指向整个文件的，须在程序中定义说明，只要不重新赋值，文件指针的值是不变的； 文件内部的位置指针用以指示文件内部的当前读写位置，每读写一次，该指针均向后移动，它不需在程序中定义说明，而是由系统自动设置的。

文件读出练习：

代码语言：javascript复制

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

int main(){
	FILE *fp;
	char ch, filename[20];
	printf("Please input the filename ypu want to read: ");
	scanf("%s", filename);
	if(!(fp = fopen(filename, "r"))){
		printf("Cannot open the file!n");
		exit(0);
	}
	while(ch != EOF){
		ch = fgetc(fp);
		putchar(ch);
	}
	fclose(fp);
		
	return 0;
}

打印：

代码语言：javascript复制

Please input the filename ypu want to read: test.txt
I love c!


从一个文本文件顺序读入字符并在屏幕上显示出来：

代码语言：javascript复制

ch = fgetc(fp);
while(ch != EOF){
    putchar(ch);
    ch = fgetc(fp);
}

EOF不是可输出字符，因此不能在屏幕上显示； 由于字符的ASCII码不可能出现-1，因此EOF定义为-1是合适的。 当读入的字符值等于-1时，表示读入的已不是正常的字符而是文件结束符。

从一个二进制文件顺序读入字符：

代码语言：javascript复制

while(!feof(fp){
	ch = fgetc(fp);
})

ANSI C提供一个feof()函数来判断文件是否真的结束: 如果是文件结束，函数feof(fp)的值为1（真）； 否则为0（假）。 这也适用于文本文件的读取。

二进制文件读写练习： 实现图片文件合成器。 代码如下：

代码语言：javascript复制

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

int main(){
	FILE *f_pic, *f_file, *f_merged;
	char pic_name[50], file_name[50], merged_name[50], ch;
	printf("请输入要合成的图片和文件的名称：n");
	printf("Picture: ");
	scanf("%s", pic_name);
	printf("File: ");
	scanf("%s", file_name);
	printf("Result: ");
	scanf("%s", merged_name);
	if(!(f_pic = fopen(pic_name, "rb"))){
		printf("Can not open the picture %s !", pic_name);
		return;
	}
	if(!(f_file = fopen(file_name, "rb"))){
		printf("Can not open the file %s !", file_name);
		return;
	}
	if(!(f_merged = fopen(merged_name, "wb"))){
		printf("Can not open the file %s !", file_name);
		return;
	}
	while(!(feof(f_pic))){
		ch = fgetc(f_pic);
		fputc(ch, f_merged);
	}
	fclose(f_pic);
	while(!(feof(f_file))){
		ch = fgetc(f_file);
		fputc(ch, f_merged);
	}
	fclose(f_file);
	fclose(f_merged);
	
	system("pause");
		
	return 0;
}

打印：

代码语言：javascript复制

请输入要合成的图片和文件的名称：
Picture: 520表白.jpg
File: 让人无法拒绝的8句表白.pdf
Result: 520.m

操作示例：

小程序实现封装表白

2.字符串读写函数fgets和fputs

fgets函数调用形式如：

代码语言：javascript复制

fgets(str,n,fp);

函数作用： 从fp所指的文件中读出n-1个字符送入字符数组str中，因为在最后加一个''。

返回值： str的首地址。

fputs函数调用方式：

代码语言：javascript复制

fputs(str,fp);

函数作用： 其意义是把字符串str写入fp所指的文件之中。

返回值： 输入成功，返回值为0； 输入失败，返回EOF。

字符串读出练习：

代码语言：javascript复制

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

#define LEN 21

int main(){
	FILE *fp;
	char buffer[LEN];
	if(!(fp = fopen("test.txt", "rt"))){
		printf("nCannot open file");
		return;
	}
	fgets(buffer, LEN, fp);
	printf("%sn", buffer);
	fclose(fp);
		
	return 0;
}

打印：

代码语言：javascript复制

I love c!

字符串写入练习：

代码语言：javascript复制

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

#define LEN 20

int main(){
	FILE *fp;
	char ch, buffer[LEN];
	if(!(fp = fopen("test.txt", "at "))){
		printf("nCannot open file");
		return;
	}
	printf("Please input a string:n");
	fgets(buffer, LEN, stdin);
	fputs(buffer, fp);
	rewind(fp);
	printf("nTHe file is:n");
	ch = fgetc(fp);
	while(ch != EOF){
		putchar(ch);
		ch = fgetc(fp);
	}
	printf("n");
	fclose(fp);
		
	return 0;
}

打印：

代码语言：javascript复制

Please input a string:
I'm Corley!!

THe file is:
I love c!
I'm Corley!!

这里使用fgets(buffer, LEN, stdin)而不是scanf("%s", buffer)是因为scanf()函数默认遇到空格或回车键就会判断为输入结束，如果字符串中有空格或换行符就会导致输入不完整； 使用rewind();是将文件内部指针移到文件开头，便于后边从头读出文件。

3.数据块读写函数fread和fwrite

数据块读写函数函数调用：

代码语言：javascript复制

fread(buffer, size, count, fp);
fwrite(buffer, size, count, fp); 

参数说明：

• buffer 是一个指针： 对fread 来说，它是读入数据的存放地址； 对fwrite来说，是要输出数据的地址（均指起始地址）；
• size 要读写的字节数。
• count 要进行读写的数据项的字节数。
• fp 文件型指针。

若有如下结构类型：

代码语言：javascript复制

struct student_type{
	char name[10];
    int num;
    int age;
    char addr[30];} stud[40];

可以用fread和fwrite来进行数据的操作：

代码语言：javascript复制

for(i = 0; i < 40; i  >{
	fread(&stud[i], sizeof(struct student_type), 1, fp);
})
for(i = 0; i < 40; i  >{
	fwrite(&stud[i], sizeof(struct student_type), 1, fp);
})

练习： 从键盘输入4个学生的有关数据，然后把它们以二进制的格式存储到磁盘文件中。 代码如下：

代码语言：javascript复制

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

#define SIZE 4

struct student{
	char name[10];
	int num;
	int age;
	char addr[20];
} stu[SIZE];

int main(){
	void save();
	int i;
	printf("Please input the student's name, num, age and address:n");
	for(i = 0; i < SIZE; i  ){
		scanf("%s %d %d %s", &stu[i].name, &stu[i].num, &stu[i].age, &stu[i].addr);
	}
	save();
		
	return 0;
}

void save(){
	FILE *fp;
	int i;
	if(!(fp = fopen("student_list", "wb"))){
		printf("nCannot open file");
		return;
	}
	
	for(i=0;i < SIZE; i  ){
		if(fwrite(&stu[i], sizeof(struct student), 1, fp) != 1){
			printf("File write error!n");
			fclose(fp);
		}
	}
}

打印：

代码语言：javascript复制

Please input the student's name, num, age and address:
Corley 101 18 Road1
Jack 102 20 Road2
Shirley 103 19 ROad3
Tom 104 17 Road4

此时发现在与源程序同级的目录下多了一个文件student_list。

数据块读出练习：

代码语言：javascript复制

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

#define SIZE 4

struct student{
	char name[10];
	int num;
	int age;
	char addr[20];
} stu[SIZE];

int main(){
	void load();
	int i;
	load();
	printf("      name   num   age    addressn");
	for(i = 0; i < SIZE; i  ){
		printf("s ] ] sn", stu[i].name, stu[i].num, stu[i].age, stu[i].addr);
	}
		
	return 0;
}

void load(){
	FILE *fp;
	int i;
	if(!(fp = fopen("student_list", "rb"))){
		printf("Cannot open filen");
		return;
	}
	
	for(i = 0;i < SIZE; i  ){
		fread(&stu[i], sizeof(struct student), 1, fp);
	}
	
	fclose(fp);
}

打印：

代码语言：javascript复制

      name   num   age    address
    Corley   101    18      Road1
      Jack   102    20      Road2
   Shirley   103    19      ROad3
       Tom   104    17      Road4

4.格式化读写函数fprintf和fscanf

函数调用：

代码语言：javascript复制

fprintf(文件指针, 格式字符串, 输出表列);
fscanf(文件指针, 格式字符串, 输入表列); 

函数功能： 从磁盘文件中按格式读入或输出字符。

例如：

代码语言：javascript复制

fprintf(fp, "%d, %6.2f", i, t);
fscanf(fp, "%d, %f", &i, &t);

5.顺序读写和随机读写

顺序读写： 位置指针按字节位置顺序移动。

随机读写： 读写完上一个字符（字节）后，并不一定要读写其后续的字符（字节），而可以读些文件中任意位置上所需要的字符（字节）。

四、文件的定位

1.fseek函数

一般用于二进制文件。

函数调用形式：

代码语言：javascript复制

fseek(文件类型指针, 位移量, 起始点);

函数功能： 改变文件的位置指针。

参数说明： 起始点：

文件位置	标识	数字
文件开头	SEEK_SET	0
文件当前位置	SEEK_CUR	1
文件末尾	SEEK_END	2

位移量： 以起始点为基点，向前移动的字节数。

使用举例： fseek(fp, 100L, 0);将位置指针移到离文件头100个字节处； fseek(fp, 50L, 1);将位置指针移到离当前位置50个字节处； fseek(fp, 50L, 2);将位置指针从文件末尾处向后退10个字节； fseek(fp, i*sizeof(struct stu), 0);将位置指针移到离文件头i*sizeof(struct stu)距离处。

练习： 从前面的学生文件student_list中读出第2个学生的数据。 代码如下：

代码语言：javascript复制

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

#define SIZE 4

struct student{
	char name[10];
	int num;
	int age;
	char addr[20];
} stu;

int main(){
	FILE *fp;
	int i = 1;
	if(!(fp = fopen("student_list", "rb"))){
		printf("Cannot open filen");
		return;
	}
	rewind(fp);
	fseek(fp, i*sizeof(struct student), 0);
	fread(&stu, sizeof(struct student), 1, fp);
	printf("      name   num   age    addressn");
	printf("s ] ] sn", stu.name, stu.num, stu.age, stu.addr);
		
	return 0;
}

打印;

代码语言：javascript复制

      name   num   age    address
      Jack   102    20      Road2

2.ftell函数

函数作用： 得到流式文件中的当前位置，用相对于文件开头的位移量来表示。

返回值： 返回当前位置，出错时返回-1L。

应用举例：

代码语言：javascript复制

i = ftell(fp);
if(i == -1L){
	printf(“errorn”);
}	

五、出错的检测

1.ferror函数

调用形式：

代码语言：javascript复制

ferror(fp);

返回值： 返回0，表示未出错； 返回非0，表示出错。

注意： 在调用一个输入输出函数后立即检查ferror函数的值，否则信息会丢失。 在执行fopen函数时，ferror函数的初始值自动置为0。

2.clearerr函数

调用形式：

代码语言：javascript复制

clearerr(fp);

函数作用： 使文件错误标志和文件结束标志置为0。

只要出现错误标志，就一直保留，直到对同一文件调用clearerr函数或rewind函数，或任何其他一个输入输出函数。

六、文件操作小结

1.文件操作

分类	函数名	功能
打开文件	fopen()	打开文件
关闭文件	fclose()	关闭文件
文件定位	fseek()	改变文件位置指针的位置
…	rewind()	使文件位置指针重新至于文件开头
…	ftell()	返回文件位置指针的当前值
文件状态	feof()	若到文件末尾，函数值为真
…	ferror()	若对文件操作出错，函数值为真
…	clearerr()	使ferror()和feof()函数值置零

2.文件读写

函数名	功能
fgetc(), getc()	从指定文件取得一个字符
fputc(), putc()	把字符输出到指定文件
fgets()	从指定文件读取字符串
fputs()	把字符串输出到指定文件
getw()	从指定文件读取一个字（int型）
putw()	把一个字输出到指定文件
fread()	从指定文件中读取数据项
fwrite()	把数据项写到指定文件中
fscanf()	从指定文件按格式输入数据
fprintf()	按指定格式将数据写到指定文件中

c语言 ascii c++

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