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专栏C语言学习之路 文章目录 【C语言】程序员自我修养之文件操作前言一.文件介绍1.1为什么使用文件1.2文件分类1.3二进制文件和文本文件 二.文件的打开和关闭2.1流和标准流2.2文件指针2.3文件的打开和关闭 三.文件的顺序读写3.1fgetc和fputc3.2fgets和fputs3.3fprintf和fscanf3.4对比函数3.5fwrite和fread 四.文件的随机读写五. 文件读取结束的判定六.文件缓冲区后言 前言 哈喽各位小伙伴大家好今天给大家分享的是作为程序员的自我修养的文件操作。话不多说咱们直接进入正题向大厂冲锋 一.文件介绍
1.1为什么使用文件
以这段代码为例
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#includestdio.h
int main()
{int n 0;scanf(%d, n);printf(%d, n);return 0;
}当我们输入10时发现n这时确实时10。 但当我们退出程序重新运行时n的值已经不见了。 可以发现我们刚才再程序输入的10,在内存中并没有持久化的保存。 但是我们硬盘中的文件的数据就可以永久的保存起来。
文件 如果没有文件我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中如果程序退出内存回收数据就丢失了等再次运行程序是看不到上次程序的数据的如果要将数据进行持久化的保存我们可以使用文件。 1.2文件分类
磁盘硬盘上的文件是文件。 但是在程序设计中我们⼀般谈的文件有两种程序文件、数据文件从文件功能的角度来分类的。
程序文件 程序文件包括源程序文件后缀为.c,目标文件windows环境后缀为.obj,可执行程序windows环境后缀为.exe。数据文件 文件的内容不⼀定是程序而是程序运行时读写的数据比如程序运行需要从中读取数据的文件或者输出内容的文件。 今天主要我们讨论的是数据文件。 在以前各章所处理数据的输入输出都是以终端为对象的即从终端的键盘输入数据运行结果显示到显示器上。 其实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用这里处理的就是磁盘上文件。 文件名 ⼀个文件要有一个唯一的文件标识以便用户识别和引用。 文件名包含3部分文件路径文件名主干文件后缀 例如 c:\code\test.txt 为了方便起见文件标识常被称为文件名。
1.3二进制文件和文本文件
根据数据的组织形式数据⽂件被称为文本文件或者二进制文件。
二进制文件 数据在内存中以⼆进制的形式存储如果不加转换的输出到外存的文件中就是⼆进制文件。例如obj文件因为是二进制的文件我们用文本编辑器看到的就是乱码。 文本文件 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字符的形式存储的文件就是文本文件。 txt后缀的就是文本文件
⼀个数据在文件中是怎么存储的呢
存储方式 字符一律以ASCII形式存储数值型数据既可以用ASCII形式存储也可以使用二进制形式存储。
如有整数10000如果以ASCII码的形式输出到磁盘则磁盘中占用5个字节每个字符⼀个字节而⼆进制形式输出则在磁盘上只占4个字节
#include stdio.h
int main()
{int a 10000;FILE* pf fopen(test.txt, wb);fwrite(a, 4, 1, pf);//⼆进制的形式写到⽂件中fclose(pf);pf NULL;return 0;
}我们以文本编辑器打开是看不看不懂的。 所以我们以二进制编辑器打开 二.文件的打开和关闭
2.1流和标准流
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入输出操作各不相同为了方便程序员对各种设备进行方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程序针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都是通过流操作的。 一般情况下我们要想向流里写数据或者从流中读取数据都是要打开流然后操作。 标准流
那为什么我们从键盘输入数据向屏幕上输出数据并没有打开流呢
int main()
{int a 0;scanf(%d, a);printf(%d, a);return 0;
}那是因为C语言程序在启动的时候默认打开了3个流 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。 这是默认打开了这三个流我们使用scanf、printf等函数就可以直接进行输入输出操作的。 stdin、stdout、stderr 三个流的类型是 FILE* 通常称为文件指针。 C语言中就是通过 FILE* 的文件指针来维护流的各种操作的。 2.2文件指针
缓冲文件系统中关键的概念是“文件类型指针”简称“文件指针”。 每个被使⽤的⽂件都在内存中开辟了⼀个相应的文件信息区⽤来存放文件的相关信息如文件的名字文件状态及文件当前的位置等。这些信息是保存在⼀个结构体变量中的。该结构体类型是由系统声明的取名 FILE. 例如VS2013 编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型申明
struct _iobuf {char *_ptr;int _cnt;char *_base;int _flag;int _file;int _charbuf;int _bufsiz;char *_tmpfname;};
typedef struct _iobuf FILE;不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同但是大同小异。 每当打开一个文件的时候系统会根据文件的情况自动创建⼀个FILE结构的变量并填充其中的信息使用者不必关心细节。 一般都是通过⼀个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量从而维护整个文件流的读写操作这样使用起来更加方便。 下⾯我们可以创建⼀个FILE*的指针变量
FILE* pf;//⽂件指针变量定义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。 2.3文件的打开和关闭
文件操作就像喝水一样 喝水 打开瓶盖——喝水——关闭瓶盖 文件操作 打开文件——读写文件——关闭文件
那文件是如何打开关闭的呢 在编写程序的时候在打开文件的同时都会返回⼀个FILE*的指针变量指向该文件也相当于建立了指针和文件的关系。 ANSIC 规定使用 fopen 函数来打开文件 fclose 来关闭文件。 //打开⽂件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭⽂件
int fclose ( FILE * stream );参数 filename是要操作的文件名mode表示文件的打开模式 stream是要关闭文件的的文件指针
mode表示文件的打开模式下面都是文件的打开模式
w和a的区别 ”w“会清空文件中原有的数据再写。a则再原来的数据后追加数据 注意是双引号不是单引号因为char*指针指向的是字符串首元素的地址所以要用双引号表示字符串 实例代码
#include stdio.h
int main ()
{FILE * pFile;//打开⽂件pFile fopen (myfile.txt,w);//⽂件操作if (pFile!NULL)//检查指针返回值{fputs (fopen example,pFile);//关闭⽂件fclose (pFile);pFileNULL;//置空return 0;
}注意fopen 如果打开成功返回文件指针否则返回空指针所以我们需要对fopen的返回值做判断。 fclose关闭文件后不会把文件指针置为空所以我们需要手动置空 三.文件的顺序读写
顺序读写函数介绍
3.1fgetc和fputc
fputc是字符输入函数可以把一个字符写进文件。 参数 character是要写进去的字符ASCLL码值表示所以用int类型。 stream是指向文件的文件指针 光标 文件中有光标进行读写操作的维护写数据后光标就会向后移动。 返回值 如果写操作成功的话就返回写的字符。失败就返回EOF就是-1。同时会把错误标记起来。
int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, w);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}for (int i a; i z; i){fputc(i, pf);}fclose(pf);pf NULL;return 0;
}那如何读取文件的数据呢那就要使用fgetc 参数 stream是要读取文件的文件指针 返回值 如果读取成功返回值读取成功的字符ascll码值表示是int 如果读取失败或遇到文件末尾返回EOF就是-1所以用int返回兼容两种返回值的类型 光标 文件中有光标进行读写操作的维护读数据后光标就会向后移动。
int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, r);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}int ch0;while ((chfgetc(pf))! EOF){printf(%c, ch);}fclose(pf);pf NULL;return 0;
}这些函数都是一个一个字符读写的如果我们要读写字符串呢
3.2fgets和fputs
fputs是把字符串写到文件里的函数。 参数 str指向要写入字符串的指针 stream是要写入文件的文件指针 换行 如果想换行写入字符串需要再字符串末尾添加\0
那如何都出来呢这就得使用fgets。
参数 str是读取内存存放的地址 num是读取的长度但实际他只会读取num-1个字符最后一个字符会补上\0。如果文件中的字符串长度不够就会把字符串读完包括\n然后补上\0 stream是读取文件的文件指针返回值 成功读取就返回str的地址 读取失败就返回空指针。 所以多次读取时就可以这样写
int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, r);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}char s[20] xxxxxxxxxxxxxxxxxx;while (fgets(s, 10, pf) ! NULL){printf(%s, s);}fclose(pf);pf NULL;return 0;
}3.3fprintf和fscanf
当我们要以指定格式写数据到文件时我们就可以用fprintf函数 我们可以发现printf和fprintf函数参数非常相似fprintf多了一个文件指针。 其实fprintf使用跟printf基本一样只是多了一个文件指针而已 int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, w);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}struct S s { 张三, 18, 80.5f};fprintf(pf, %s %d %f, s.name, s.age, s.score);fclose(pf);return 0;
}那我们读取就用fscanf读取 我们发现scanf和fscanf也非常相似就差了一个文件指针的参数 所以fscanf的使用也只需多加一个读取文件的文件指针即可。 int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, w);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}struct S s { 张三, 18, 80.5f};fscanf(pf, %s %d %f, s.name, s.age, s.score);printf(%s %d %f, s.name, s.age, s.score);fclose(pf);return 0;
}我们发现这些函数都适用于所有流 所有流分为文件流和标准流 那是不是我们用标准流也可以呢 这里我们来验证一下
验证
大家发现我们把文件流替换成标准输出流结果也是一样的。
3.4对比函数
sprintf是把格式化的数据转化为字符串的函数 sprintf多了一个str参数其实就是格式化数据转化字符串后存放的地址 int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, w);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}char a[30];struct S s { 张三, 18, 80.5f};sprintf(a, %s %d %f, s.name, s.age, s.score);printf(%s, a);fclose(pf);return 0;
}sscanf就是在字符串中读取格式化数据的函数
int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, w);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}char a[30];struct S s { 张三, 18, 80.5f};printf(字符串打印);sprintf(a, %s %d %f\n, s.name, s.age, s.score);printf(%s, a);struct S t {0};sscanf(a, %s%d%f, t.name, t.age, t.score);printf(格式打印 %s %d %f, t.name, t.age, t.score);fclose(pf);return 0;
}现在我们来对比一下这些相似的函数
3.5fwrite和fread 前面我们用的函数写进去都能看懂这是因为我们是以文本或字符的形式写进去的。 那以二进制写进去又是怎样的呢 fwrite把数据以二进制写入文件 参数 ptr指向一个数组数组存放要写入的数据 size是每个数据的大小 count数据的个数 stream写入文件的文件指针 打开方式 wb打开
int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, wb);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}int arr[] { 1,2,3,4 };fwrite(arr, 4, 4, pf);fclose(pf);return 0;
}当然以二进制形式写进去我们看不懂我们再以二进制形式都出来就好了 fread就是把数据以二进制形式读出来。 参数 ptr指向数组读取后的数据存放到数据中 size读取数据的大小 count读取数据的个数 strenm读取文件的文件指针 打开方式 rb打开 返回值 size_t返回值表示成功读取的个数。如果读取小于count参数说明是最后一次读取 当我们不知道文件中的数据个数是就可以这样写
int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, rb);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}int arr[20] { };int i 0;while (fread(arri, 4, 1, pf)){printf(%d , arr[i]);i;}fclose(pf);return 0;
}四.文件的随机读写 大家发现我们讲的这些函数都是一个一个读写所以叫顺序读写 那我们可不可以想从任意位置开始读写呢这就是我们接下来要讲的随机读写 fseek函数 参数 stream:操作文件的文件指针 offset 想让光标偏移的偏移量 origin 偏移的起始位置起始位置 起始位置有三种
int main()
{FILE* pf fopen(test.txt, r);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}fseek(pf, 2, SEEK_SET);printf(%c, fgetc(pf));fclose(pf);return 0;
}ftell 返回文件指针相对于起始位置的偏移量
int main ()
{FILE * pFile;long size;pFile fopen (myfile.txt,rb);if (pFileNULL) perror (Error opening file);else{fseek (pFile, 0, SEEK_END); // non-portablesizeftell (pFile);fclose (pFile);printf (Size of myfile.txt: %ld bytes.\n,size);}return 0;
}rewind 让文件指针的位置回到文件的起始位置
int main ()
{int n;FILE * pFile;char buffer [27];pFile fopen (myfile.txt,w);for ( nA ; nZ ; n)fputc ( n, pFile);rewind (pFile);fread (buffer,1,26,pFile);fclose (pFile);buffer[26]\0;printf(buffer);return 0;
}五. 文件读取结束的判定 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末尾结束。 文本文件 判断返回值是否为 EOF fgetc结束或者 NULL fgets结束 int main(void)
{int c; // 注意int⾮char要求处理EOFFILE* 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⽂件结束的时候都会返回EOFwhile ((c fgetc(fp)) ! EOF) // 标准C I/O读取⽂件循环{ 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);
}二进制文件 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。
#include stdio.h
enum { SIZE 5 };
int main(void)
{double a[SIZE] {1.,2.,3.,4.,5.};FILE *fp fopen(test.bin, wb); // 必须⽤⼆进制模式fwrite(a, sizeof *a, SIZE, fp); // 写 double 的数组fclose(fp);double b[SIZE];fp fopen(test.bin,rb);size_t ret_code fread(b, sizeof *b, SIZE, fp); // 读 double 的数组if(ret_code SIZE) {puts(Array read successfully, contents: );for(int n 0; n SIZE; n) printf(%f , b[n]);putchar(\n);} else { // error handlingif (feof(fp))printf(Error reading test.bin: unexpected end of file\n);else if (ferror(fp)) {perror(Error reading test.bin);}}fclose(fp);
}六.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。 #include stdio.h
#include windows.h
//VS2019 WIN11环境测试
int main()
{FILE*pf fopen(test.txt, w);fputs(abcdef, pf);//先将代码放在输出缓冲区printf(睡眠10秒-已经写数据了打开test.txt⽂件发现⽂件没有内容\n);Sleep(10000);printf(刷新缓冲区\n);fflush(pf);//刷新缓冲区时才将输出缓冲区的数据写到⽂件磁盘//注fflush 在⾼版本的VS上不能使⽤了printf(再睡眠10秒-此时再次打开test.txt⽂件⽂件有内容了\n);Sleep(10000);fclose(pf);//注fclose在关闭⽂件的时候也会刷新缓冲区pf NULL;return 0;
}这⾥可以得出⼀个结论 因为有缓冲区的存在C语⾔在操作文件的时候需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。 如果不做可能导致读写文件的问题。 后言 这就是文件操作的全部内容这些内容可能没那么重要但是作为一个程序员这些就像内功一样是一个程序员的自我修养。所以我们还是要多加了解学习。好啦今天就分享到这里咱们下期见拜拜~
