C语言文件操作详解

1. 什么是文件：

     文件是计算机中存储数据的一种方式，它可以包含文本、图像、音频、视频等各种形式的信息。在计算机系统中，文件被组织成一个个独立的单元，可以通过文件名来标识和访问。文件可以存储在计算机的硬盘、固态硬盘、光盘、U盘等存储介质上，文件通常由两部分组成：文件名和文件内容。文件名是用来标识文件的唯一名称，可以根据需要进行命名。文件内容是实际存储在文件中的数据，可以是文本、二进制数据或其他格式的数据，文件在计算机系统中起到了重要的作用，它们可以用于存储和传输数据，作为程序的输入和输出，以及用于组织和管理数据。通过文件系统，用户可以创建、打开、读取、写入、修改和删除文件。

1.1. windows中文件的类型：

        前边我们聊到不同后缀代表着不同的文件类型，下边我们来了解一下常见的文件类型：

  1. text.txt 后缀为.txt的为文本文件
  2. text.exe 后缀为.exe的为可执行文件
  3. text.jpg 后缀为.jpg的为图片文件
  4. text.mp3 后缀为.mp3的为音频文件
  5. text.mp4 后缀为.mp4的为视频文件

上图中仅为部分文件类型，如有兴趣的小伙伴可以去深入了解喔

1.2. c程序中的文件：

        一个c程序要想变成最终可以执行的文件，会经历编译-->链接-->运行三个步骤，而这三个步骤又分别对应着三个不同的文件.c文件编译以后先生成.o（.obj）文件，链接生成.exe的可执行文件，最终再执行

1.3. 二进制文件及文本文件：

二进制文件：数据在内存当中是以二进制的格式存储的，如果不加以转换直接输出到外存文件当中的称为二进制文件

文本文件：存入文件前加以转换为1ASCII格式存储在文件中的文件为文本文件

举例：假设有一个数字5000，那么它以二进制或文本的形式在内存当中分别是如何存储的呢

（注：相应的ASCII码值对应着不同的十进制数，字符5的ASCII码值为00110101 0为00110000）

2. 文件流：

        文件流是一种用于读取和写入文件的数据流。它提供了一种方便的方式来处理文件的输入和输出操作，我们常使用的printf函数和scanf函数所对应使用的就是标准输入和输出流，只不过这些流在我们打开编译器时已经默认开启了，所以对应程序员来说直接使用即可

c程序默认打开的流：

        stdin - 标准输⼊流，在⼤多数的环境中从键盘输⼊，scanf函数就是从标准输⼊流中读取数据
         stdout - 标准输出流，⼤多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯，printf函数就是将信息输出到标准输出 流中
        stderr - 标准错误流，⼤多数环境中输出到显⽰器界⾯

C语言提供了标准库函数来支持文件流操作，主要包括以下几个步骤：

  1. 打开文件：使用fopen函数打开一个文件，并返回一个指向该文件的指针。需要指定文件名和打开模式（如读取、写入、追加等）

  2. 读取文件：使用fscanf或fgets等函数从文件中读取数据。fscanf可以按照指定的格式从文件中读取数据，而fgets则逐行读取字符串

  3. 写入文件：使用fprintf或fputs等函数将数据写入文件。fprintf可以按照指定的格式将数据写入文件，而fputs则将字符串写入文件

  4. 关闭文件：使用fclose函数关闭已打开的文件。关闭文件后，将释放相关的资源

C语言文件流的使用需要注意以下几点：

  • 在打开文件时，需要确保文件存在或者具有相应的权限
  • 在读取或写入文件时，需要确保文件指针指向正确的位置
  • 操作完成后，需要及时关闭文件，以释放资源

3. 文件指针的创建：

        文件指针的创建与前文中的指针创建大同小异，FILE* 变量名

int main()
{FILE* pf;   //文件的创建return 0;
}
定义pf是⼀个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个⽂件的⽂件信息区（是⼀个结构体变 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间接找到与 它关联的⽂件

举例：

4. 文件的打开与关闭：

4.1. fopen与fclose函数：

fopen函数：打开文件

FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );

filename：要打开的文件

mode：以什么样的方式打开文件

（如果文件被成功打开，返回一个指向file对象的指针，否则返回NULL）

fclose函数：关闭文件

int fclose ( FILE * stream );

stream：指向file文件的指针，该对象为要关闭的流

（如果文件被成功关闭，返回0，关闭失败，返回EOF）

file打开时mode参数：

举例：

int main()
{FILE* pf;   //文件的创建pf = fopen("a1.txt", "wb");if (pf != NULL)  //判断文件是否打开成功{int i = 0;while (i < 11){fputc(i, pf); //fputc写入一个字符i++;}fclose(pf);  //关闭文件}return 0;
}

5. 文件的顺序读写：

5.1. 顺序读写函数：

5.2. fgets函数：

从文件中获取一个字符

int fgetc ( FILE * stream );

（如果读取成功，返回读取的字符，整形提升至int型，读取失败返回EOF）

举例：

int main()
{FILE* p;p = fopen("test1.txt", "r");if (p != NULL){int a = fgetc(p);printf("%d", a);fclose(p);}return 0;
}//执行结果
97 所以该字符是a，a的ASCII值为97

5.3. fputc函数：

写入一个字符到文件中：

int fputc ( int character, FILE * stream );

character：写入的字符

（如果写入成功，则字符被写入到文件当中，失败返回EOF）

举例：

int main()
{FILE* p1;p1 = fopen("test1.txt", "w");if (p1 != NULL){fputs("a", p1);fclose(p1);}return 0;
}//执行结果
此时test1.txt文件当中写入了字符a

5.4. fgets函数：

从文件当中获取字符串

char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );

（如果读取成功，返回str，如果读取到文件末尾，则设置eof指示符（feof），读取失败返回NULL）

举例：

int main()
{FILE* p2;char a[100];p2 = fopen("test1.txt", "r");if (p2 != NULL){if (fgets(a, 20, p2) != NULL){printf("%s", a);}fclose(p2);}return 0;
}

5.5. fputs函数：

将字符串写入到文件中

int fputs ( const char * str, FILE * stream );

（如果成功返回一个>0的数，失败函数返回EOF并设置错误指示器）

举例：

int main()
{FILE* p3;char a[] = "qwerty";p3 = fopen("test1.txt", "w");if (p3 != NULL){int a1 = fputs(a, p3);if (a1 >= 0)fclose(p3);elseperror("fputs:");}return 0;
}

5.6. fscanf函数和fprintf函数：

5.6.1. scanf函数以及printf函数：

在讲fscanf以及fprintf这两个函数前，我们先来了解一下scanf和printf函数又是如何使用的呢

语法：

int printf ( const char * format, ... );  //格式化输入函数
int scanf ( const char * format, ... );   //格式化输出函数

下边我们来看看它们是如何使用的：

//从键盘上输入一个数，输出到控制台中
int main()
{int a = 0;scanf("%d", &a);printf("a的值为：%d", a);return 0;
}

该两个函数为格式化输入输出函数，所以在使用这两个函数时必须带有格式，那么它们又和fscanf和fprintf有什么区别呢，下边我们一起来了解一下

5.6.2. fscanf，fprintf，scanf及printf四个函数的区别：

语法：
int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );
int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );

（如果成功，返回函数成功填充的项数，而匹配失败或者到达文件末尾返回值小于或等于0，在任何数据都未被读取到之前发生错误，fnahuiEOF）

差异对比：

fscanf的使用：
int main()
{FILE* p4;p4 = fopen("test1.txt", "r+"); //以读的方式打开int s = 1000;char a2[10] = { 0 };if (p4 != NULL){int a3 = fscanf(p4, "%d%s", &s,a2); //读取两个数放入相对应的变量当中if (a3 != EOF){printf("%d\n", s);printf("%s\n", a2);fclose(p4);}else{perror("fscanf");}}return 0;
}
fprintf的使用：
int main()
{FILE* p4;p4 = fopen("test1.txt", "w+");int s = 1000;char a2[10] = "abcdef";if (p4 != NULL){int a3 = fprintf(p4, "%d%s", s, a2);if (a3 != EOF){fclose(p4);}else{perror("fprintf");}}return 0;
}

如何使用fscanf或fprintf将数据输入输出到控制台当中：

（这里就要使用到我们之前所讲的输入输出流了）

举例：

int main()
{int a = 0;printf("请输入一个数：");int q = fscanf(stdin, "%d", &a); //stdin标准输入流if (q == EOF){perror("fscanf");}fprintf(stdout, "a此时的值为：%d", a); //stdout标准输出流return 0;
}//执行结果
请输入一个数：123
a此时的值为：123

同理前边适用于所以流的函数都可以如此使用

5.7. fread函数：

以二进制的方式在文件中读取数据

语法：

size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

（如果读取成功，返回读取的个数，如果size和count为0，则函数返回0，函数内容不发生改变）

ptr：指向大小至少为（size_t count）字节的内存块的指针，转换为void*类型

size：要读取的每个元素大小，单位是字节

count：读取的个数

stream：文件指针

举例：

#include <stdlib.h>
int main()
{FILE* p5;int count = 5;char* pf = (char*)malloc(sizeof(char) * count);if (pf == NULL){perror("malloc");return 1;}p5 = fopen("test1.txt", "rb"); //以二进制的方式读取数据if (p5 != NULL){int q = fread(pf, sizeof(char), count, p5);for (int i = 0; i < count; i++){printf("%c ", *(pf + i));}fclose(p5);}else{perror("fopen");}free(pf);pf = NULL;
}//执行结果
a b c d e

如有对动态内存malloc这些不理解的小伙伴可以去看看动态内存管理这篇文章哟

5.8. fwrite函数：

语法：

size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

（与fread函数大同小异，这里博主就不做结束咯）

举例：

#include <stdlib.h>
int main()
{FILE* p6;int count = 5;char a5[] = "sdfgh";p6 = fopen("test1.txt", "wb"); //以二进制的方式读取数据if (p6 != NULL){int q = fwrite(a5, sizeof(char), count, p6);fclose(p6);}else{perror("fopen");}
}//执行结果
此时成功向test1.txt文件当中添加数组a5中的字符串

6. 文件的随机读取：

6.1 fseek函数：

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

stream：文件指针

offset：二进制文件：要从原点偏移的字节数

             文本文件：要么为0，要么有ftell返回一个值

origin：表示偏移量的开始位置

                SEEK_SET：文件的起始位置

                SEEK_CUR：文件指针当前结束的位置

                SEEK_END：文件的结束位置

（如果成功返回0，否则，返回非零值）

举例：

int main()
{FILE* pFile;pFile = fopen("test1.txt", "wb");fputs("I'm is a handsome guy", pFile); //向文件中写入一组字符fseek(pFile, 7, SEEK_SET);  //光标从5的位置开始执行操作fputs("no ", pFile);  fclose(pFile);return 0;
}//执行结果
I'm is no andsome guy

6.2 ftell函数：

语法：

long int ftell ( FILE * stream );

（如果成功，返回位置指示器当前的值，失败，返回-IL）

举例：

（相较于之前的代码，咱来举例看看）

int main()
{FILE* pFile;pFile = fopen("test1.txt", "wb");fputs("I'm is a handsome guy", pFile); //向文件中写入一组字符fseek(pFile, 7, SEEK_SET);  //光标从5的位置开始执行操作fputs("no ", pFile);long size = ftell(pFile);  //判断文件中光标的位置printf("%ld", size);fclose(pFile);return 0;
}

6.3 rewind函数：

语法：

void rewind ( FILE * stream );

（让文件指针的位置回到起始位置）

举例：

int main()
{FILE* p7;p7 = fopen("test1.txt", "w");if (p7 != NULL){int q = fputs("abcdefgh", p7); //向文件当中写入“abcdefg”这个字符串if (q == EOF){perror("fputs");}fseek(p7, 4, SEEK_SET);  //此时文件指针应指向erewind(p7);  //将文件指针返回到文件起始位置FILE* p8 = fopen("test1.txt", "r");char q1 = fgetc(p8);  //此时q1的值应为aprintf("%c\n", q1);fclose(p7);fclose(p8);}else{perror("fopen");}return 0;
}//执行结果
a

7. 文件读取结束的判定：

7.1 错误使用的feof函数：

语法：

int feof ( FILE * stream );

（如果设置l与流相关的文件结束指示符，则返回一个非零值，否则返回零）

牢记：在⽂件读取过程中，不能⽤feof函数的返回值直接来判断⽂件的是否结束
feof 的作⽤是：当⽂件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是：遇到⽂件尾结束
  1. ⽂本⽂件读取是否结束，判断返回值是否为 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）
  2. ⼆进制⽂件的读取结束判断，判断返回值是否⼩于实际要读的个数
举例： 
int main()
{FILE* p9;int q = 0;  //记录文件读取的个数p9 = fopen("test1.txt", "r");if (p9 != NULL){while (fgetc(p9) != EOF){q++;}if (ferror(p9))   //文件错误时返回0printf("文件读取发生错误！\n");else if (feof(p9))printf("文件读取完毕\n");fclose(p9);}else{perror("fopen");}printf("文件中有多少个字符：%d", q);return 0;
}//执行结果
文件读取完毕
文件中有多少个字符：8

8. ⽂件缓冲区：

        ANSIC 标准采⽤“缓冲⽂件系统” 处理的数据⽂件的，所谓缓冲⽂件系统是指系统⾃动地在内存中为 程序中每⼀个正在使⽤的⽂件开辟⼀块“⽂件缓冲区”。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓 冲区，装满缓冲区后才⼀起送到磁盘上。如果从磁盘向计算机读⼊数据，则从磁盘⽂件中读取数据输 ⼊到内存缓冲区（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 冲区的⼤⼩根据C编译系统决定的

下边小博给兄弟们找个一个题解方便大家进一步了解：

（今日分享到此结束，如觉得有帮助还请点赞三联支持一波呢，Thanks♪(･ω･)ﾉ）

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