文件基本操作 （C语言）

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一切皆文件

---Linux

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• 头文件 <stdio.h> 中定义了文件的相关操作

#include <stdio.h>

文件操作基本流程：

打开：fopen

相关操作

关闭：fclose

fopen函数原型：FILE *fopen(const char *filename, const char *mode)

fopen函数打开filename指定的文件， 并返回一个与之相关联的流。 如果打开操作失败，则返回 NULL

访问模式mode可以为下列合法值之一：

"r"          打开文本文件用于读

"w"         创建文本文件用于写， 并删除已经存在的内容（如果有的话）

"a"          追加， 打开或创建文本文件，并向文件末尾追加内容

"r+"        打开文本文件用于更新（即读和写）

"w+"       创建文本文件用于更新， 并删除已经存在的内容（如果有的话）

"a+"        追加， 打开或创建文本文件用于更新， 写文件时追加到文件末尾

ps：如果在上述访问模式之后加上 b ， 如 "rb" 或 "w+b" 等，则表示对二进制文件进行操作

fclose函数原型：int fclose(FILE *fp)

fclose函数的功能是关闭 fp 指向的文件    正常关闭返回0， 出错时返回非0

ps：文件操作结束不关闭文件可能丢失数据

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• 什么是文本文件？

在文本文件中数据是以字符形式呈现的，每个字符占用一个字节，而字节在计算机中又是以ASCII码来识别的

在存储文本文件时需要先将ASCII码转换为二进制的形式，然后进行存储

比如存储12的时候会按照字符  '1'  和  '2'  来存储

'1' 的ASCII码为49  转化为二进制为 00110001      '2' 的ASCII码为50  转化为二进制为 00110010

存储形式为   [00110001][00110010]

• 什么是二进制文件？

二进制文件在存储数据时是直接以二进制的方式进行的， 存储方式与数据在内存中的存储方式相同

不需要进行转换

优点：不仅可以提高执行效率（比如从磁盘直接读取到内存不需要数据转换），还可以节约存储空间

比如存储char类型的数字12则会将其二进制数 00001100直接进行存储

存储i形式为   [00001100]

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• 文本文件和二进制文件的区别（Windows）

文本文件：写入的时候会将换行符 '\n'(ASCII: 10) 解析为回车符 '\r'(ASCII:13)'\n'(ASCII:10)

读取的时候又会将回车符 '\r'(ASCII:13)'\n'(ASCII:10)解析成换行符 '\n'(ASCII: 10)

二进制文件：原样写入读出

• Linux系统下没有区别

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• 三个特殊的文件

stdin   ：标准输入文件指针，系统分配为键盘

stdout ：标准输出文件指针，系统分配为显示器

stderr  ：标准错误输出文件指针，系统分配为显示器

在文件操作时，系统自动与3个标准设备文件联系，这3个文件无需打开和关闭

从文件中输入和向文件输出有两个对应函数：

fprintf

函数原型为

int fprintf (FILE *, const char *, ...);

fscanf

函数原型为

int    fscanf (FILE *, const char *, ...);

例如 printf("hello world!\n");  等价于   fprintf(stdout, "hello world\n");

scanf("%d", &num);  等价于    fscanf(stdin, "%d", &num);

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

 int main()
 {
     int num;
     fscanf(stdin, "%d", &num);
     fprintf(stdout, "%d\n", num);
     return ;
 }

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• 文件型结构体

C语言提供“文件型”结构来标识记录待操作文件的信息，该结构体定义在头文件 stdio.h 中

形式为：

 typedef struct _iobuf
  {
 char *_ptr;        /*  当前缓冲区内容指针           */
 int   _cnt;        /*  缓冲区还有多少个字符          */
 char *_base;       /*  缓冲区的起始地址             */
 int   _flag;       /*  文件流的状态，是否错误或者结束 */
 int   _file;       /*  文件描述符                  */
 int   _charbuf;    /*  双字节缓冲，缓冲2个字节       */
 int   _bufsiz;     /*  缓冲区大小                  */
 char *_tmpfname;   /*  临时文件名                  */
 } FILE;

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• 文件基本操作

打开与关闭文件   fopen   fclose

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #define FILE_NAME "./1.txt"     /* 存在的文件   */
 #define FILE_NAME_NO "./2.txt"  /* 不存在的文件 */
 int main()
 {
     FILE *fp = fopen(FILE_NAME, "r");
     if(!fp){
         perror("|open file failed");
         return ;
     }
     printf("|open the file %s successfully\n", FILE_NAME);
     int i = fclose(fp);                                     /*关闭成功返回 0*/
     printf("|%d\n", i);

     FILE *fp_no = fopen(FILE_NAME_NO, "r");
     if(!fp_no){
         perror("|open file failed");
         return ;
     }
     printf("|open the file %s successfully\n", FILE_NAME_NO);
     int j = fclose(fp_no);
     printf("|%d\n", j);
     return ;
 }

输出

|open the file ./1.txt successfully
|0
|open file failed: No such file or directory

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字符读写函数   fgetc   fputc

函数原型

 int    fgetc (FILE *);

 int    fputc (int, FILE *);

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #define FILE_NAME "./1.txt"     /* 存在的文件   */
 int main()
 {
     FILE *fp = fopen(FILE_NAME, "r");
     if(!fp){
         perror("|open file failed");
         return ;
     }
     printf("|open the file %s successfully\n", FILE_NAME);
     char c = fgetc(fp);
     printf("|%c\n", c);
     fclose(fp);
     return ;
 }

输出

|open the file ./1.txt successfully
|h

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #define FILE_NAME "./2.txt"     /* 不存在的文件   */
 int main()
 {
     FILE *fp = fopen(FILE_NAME, "w");
     if(!fp){
         perror("|open file failed");
         return ;
     }
     printf("|open the file %s successfully\n", FILE_NAME);
     fputc('h', fp);
     fclose(fp);
     return ;
 }

新建了 2.txt文件 并写入一个字符 h

后续的函数相关操作类似，列出了函数原型，不举代码示例啦（偷懒ing）

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字符串读写函数  fgets      fputs

函数原型

 int    fputs (const char *, FILE *);

 char * fgets (char *, int, FILE *);

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格式化读写函数   fprintf     fscanf

函数原型

 int fprintf (FILE *, const char *, ...);

 int fscanf (FILE *, const char *, ...);

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数据块读写函数   fread      fwrite

函数原型

 size_t fread (void *, size_t, size_t, FILE *);

 size_t fwrite (const void *, size_t, size_t, FILE *);

这两个函数用于读写数据块，成功返回 块数， 出错或到文件尾返回 0

第一个参数:  指向要输入/输出数据块的首地址的指针

第二个参数:  每个要读/写的数据块的大小（字节数）

第三个参数:   要读/写的数据块的个数

第四个参数:   要读/写的文件指针

fread 和 fwrite 函数一般用于 数组  结构体等块的读写（多为二进制形式）

比如

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #define FILE_NAME "./3.txt"     /* 不存在的文件   */

 int main(){

     int num[] = {};
     for(int i = ; i < ; ++i){
         num[i] = i;
     }
     FILE *fp = fopen(FILE_NAME, "w+b");
     fwrite(num, sizeof(int), , fp);
     printf("指针到达：%d\n", (int)ftell(fp));
     rewind(fp);
     printf("指针到达：%d\n", (int)ftell(fp));
     int newnum[] = {};
     fread(newnum, sizeof(int), , fp);
     for(int i = ; i < ; ++i){
         printf(" %d", newnum[i]);
     }
     printf("\n");
     fclose(fp);
     return ;
 }

得到 3.txt文件 内容：

可以看到一个int类型占有4个字节，并且存储方式是低位在前高位在后

输出结果：

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判断文件是否结束    feof

函数原型

int feof (FILE *);

feof函数用来判断文件是否结束， 文件结束返回一个 非0值， 未结束则返回 0

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文件出错检验         ferror

函数原型

int ferror (FILE *);

ferror函数用来测试文件是否出错， 未出错返回 0， 出错返回一个 非0值

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文件定位       rewind    fseek   ftell

函数原型

 int    fseek (FILE *, long, int);  /*根据参考位置灵活移动指针到目的地*/

 long   ftell (FILE *);             /*用来告诉我指针距离文件头的字符数*/

 void   rewind (FILE *);            /*将指针重新移动到文件头*/

其中 fseek函数第一个参数操作的文件指针（fp）， 第二个参数是偏移量（offset） 第三个参数是参考点：0---文件开始    2---文件末尾   1---当前位置

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刷新缓冲区    fflush

函数原型

int    fflush (FILE *);

对于输出流来说， fflush函数将已经写到缓冲区但尚未写入文件的所有数据写到文件中

对输入流来说， 其结果是未定义的

如果在写的过程中发生错误，则返回EOF， 否则返回 0， fflush(NULL)将清洗所有的输出流

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文件删除      remove

函数原型

int    remove (const char *);

remove函数删除指定的文件， 操作成功返回 0， 操作失败返回一个 非0值

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文件重命名    rename

函数原型

int    rename (const char *, const char *);

修改文件名成功返回 0 ， 操作失败返回 非0值

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创建临时文件    tmpfile

函数原型

FILE * tmpfile (void);

tmpfile函数以 "wb+" 模式创建一个临时文件（二进制的形式-->临时文件当然读写更快），该文件在被关闭或程序正常结束时将被自动删除

创建操作成功 函数返回一个流（文件的指针）， 创建文件失败返回NULL

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创建一个临时文件名   tmpnam

函数原型

char * tmpnam (char *);

tmpnam函数创建一个与现有文件名不同的字符串，并返回一个指向一内部静态数组的指针，tmpnam(s)函数把创建的字符串保存到数组s中，并将它作为函数返回值返回

要注意的是数组s要具有足够的空间来存储这个文件名字符串

示例

 #include <stdio.h>

 int main()
 {
     char s[] = {};
     tmpnam(s);
     printf("%s\n", s);
     return ;
 }

输出

\s804.

这是一个随机的文件名（只要不与现有的冲突就OK）

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后记：

-- 在进行文件操作的时候根据情况选择合适的读写方式以及读写格式

-- 要灵活使用 feof    fflush (!!!!切记缓冲问题)    ftell      fseek     rewind     等函数

-- 文件使用结束切记 fclose 关闭文件， 避免出错