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前言为什么要使用文件
1.那什么是文件呢
1.1 文件名
2. 什么是二进制文件和文本文件
3. 文件的打开和关闭
3.1 流和标准流
3.1.1 流中间商
3.1.2 标准流
3.2 文件指针
3.3 文件的打开和关闭
4. 文件的顺序读写
4.1 顺序读写函数介绍
4.2 对比⼀组函数
5. 文件的随机读写
5.1 fseek
5.2 ftell
5.3 rewind
6. 文件读取结束的判定
6.1 被错误使用的 feof
7. 文件缓冲区 前言为什么要使用文件
假设没有文件那么我们写的程序的数据是储存子啊电脑的内存上如果程序退出内存回收数据就会丢失了等再次运行程序是看不到上次程序的数据的如果将数据进行持久化的保存我们就可以使用文件。
本次学习的是数据文件。在之前我们所以的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的文件。
1.那什么是文件呢
其实磁盘上的文件就是文件。但是在程序设计中我们一般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点文件或者输出内容的文件。
1.1 文件名
每一个文件都要有一个唯一的文件标识以便用户识别和引用。
文件包含3部分文件路径文件名主干文件后缀、
例如D:\code\test.txt
为了方便起见文件标识常被称为文件名。
2. 什么是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。
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就是二进制文件
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。
有个疑问一个数据在内存中是怎么存储的呢
字符一律以ASCII码形式存储数值型数据即可以用ASCII码形式存储也可以使用二进制形式存储。
如如有整数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。 测试代码
#includestdio.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;
} 10000在二进制文件中 3. 文件的打开和关闭
3.1 流和标准流
3.1.1 流中间商
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。
一般情况下我们要向流中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
我们会发现我们从键盘输入数据向屏幕上输出数据并没有发现有流打开。
其实C语音程序在启动的时候就默认打开了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了。
stdin、stdout、stder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。
3.2 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若文件的名字文件状态乃至文件当前的位置等。这些信息是保证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VS编译环境提供的stdio.h头文件中有以下的文件类型声明
struct _iobuf {char* _ptr;int _cnt;char* _base;int _flag;int _file;int _charbuf;int _bufsiz;char* _tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;
注意不同的C编译器的FILE类型包括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结构的变量并且填充其中的信息使用者不关心细节。
一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量这样使用起来更加方便。
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。 3.3 文件的打开和关闭
文件在读写之前应该先打开文件在使用结束之后应该关闭⽂件。
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 );文件名 打开方式
//关闭⽂件
int fclose ( FILE * stream );
mode 表示文件的打开模式下面都是文件的打开模式 例如
// . 表示当前目录
// .. 表示上一级路径
//FILE* pfopen(./../data.txt, w);./../--相对路径
//FILE* pfopen(c:\\dast\\1\\data.txt,r);\\...\\\...\\绝对路径
int main()
{//打开文件为了写FILE* pfopen(data.txt, w);//没有文件时新建一个有文件并且里面有内容会清空文件内容if (p NULL){perror(fopen);return 1;}//写文件//关闭文件fclose(p);p NULL;return 0;
}
4. 文件的顺序读写
4.1 顺序读写函数介绍 上⾯说的适用于所有输⼊流⼀般指适⽤于标准输⼊流和其他输⼊流如⽂件输⼊流所有输出流⼀般指适用于标准输出流和其他输出流如⽂件输出流
例如
int main()
{//打开文件为了写FILE* p fopen(data.txt, r);//写用w读用rif (p NULL){perror(fopen);return 1;}//写文件//fputc(a, p);//fputc(b, p);//fputc(c, p);//fputc(d, p);//for (int i 0; i 26; i)//{// fputc(a i, p);// fputc(a i, stdout);//stdout--关联到屏幕的标准输出流// fputc(\n, p);//}//读文件int ch fgetc(p);printf(%c , ch);ch fgetc(p);printf(%c , ch);ch fgetc(p);printf(%c , ch);//关闭文件fclose(p);p NULL;return 0;
} fputs 举例
//fputs---写一串字符串进去文件里
int main()
{FILE* p3 fopen(data.txt, w);if (p3 NULL){perror(fopen);return 1;}//写入fputs(abcdef\n, p3);fputs(abcdef\n, p3);fclose(p3);p3 NULL;return 0;
}
fgets 举例
//fputs---写一串字符串进去文件里
int main()
{FILE* p3 fopen(data.txt, w);if (p3 NULL){perror(fopen);return 1;}//读取char arr[20];fgets(arr, 10, p3);//char* fgets(char* str,int num,FILE*stream)---只会读num-1个字符,放在str中//字符最后为\0fclose(p3);p3 NULL;return 0;
} fprintf 举例
//fprintf---可变参数变量
struct str
{char name[20];int eage;float score;
};
int main()
{struct str s { zhangsan,100,100.0f };struct str t { 0 };FILE* p fopen(data3.txt, w);if (p NULL){perror(p);return 1;}//写文件fprintf(p, %s %d %f, s.name, s.eage, s.score);fclose(p);p NULL;return 0;
}
fscanf 举例
struct str
{char name[20];int eage;float score;
};
int main()
{struct str s { zhangsan,100,100.0f };struct str t { 0 };FILE* p fopen(data3.txt, r);if (p NULL){perror(p);return 1;}//写读文件fscanf(p, %s %d %f, t.name, (t.eage), (t.score));fprintf(stdout, %s %d %f, t.name, t.eage, t.score);fclose(p);p NULL;return 0;
}fwrite 举例
struct str
{char name[20];int eage;float score;
};
int main()
{struct str s { zhangsan,100,100.0f };struct str t {0};FILE* p fopen(data5.txt, wb);if (p NULL){perror(p);return 1;}//以二进制的方式写文件fwrite(s,sizeof(s),1,p);fclose(p);p NULL;return 0;
}
fread 举例
struct str
{char name[20];int eage;float score;
};
int main()
{struct str s { zhangsan,100,100.0f };struct str t {0};FILE* p fopen(data5.txt, r);if (p NULL){perror(p);return 1;}//以二进制的方式读文件fread(t, sizeof(t), 1, p);printf( %s %d %f, t.name, t.eage, t.score);fclose(p);p NULL;return 0;
}
4.2 对比⼀组函数
scanf/fscanf/sscanf
printf/fprintf/sprintf
scanf --针对标准输入键盘的格式化输入函数
printf--针对标准输出流屏幕的格式化输出函数
fscanf--针对所有输入流的格式化输入函数
fprintf--针对所有输出流的格式化输出函数
sscanf--从一个字符串中读取一个格式化的数据
sprintf--把一个格式化的数据转换成字符串
举例
struct s
{char name[20];int age;float score;
};
int main()
{struct s a { zhangsan,10,100 };char arr[100];sprintf(arr,%s %d %f, a.name, a.age, a.score);//把结构体中的数据存放在字符数组中printf(%s\n, arr);struct s b { 0 };sscanf(arr, %s %d %f, b.name, (b.age), (b.score));//把字符数组中的数据读取出来存到结构体b中printf(%s %d %f\n, b.name, b.age, b.score);return 0;
}
5. 文件的随机读写
5.1 fseek
根据文件指针的位置和偏移量来定文件指针文件内容的光标 。
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin )
例子
//文件的随机读写
//fseek--根据文件内容的光标进行读写
//int fseek(FILE* stream,long int offset,int origin);
//origin有三种选择
//1. SEEK_SET--从起始位置开始
//2. SEEK_CUR--从当前光标位置开始
//3. SEEK_END--从最后一位开始
int main()
{FILE* pf fopen(data.txt, r);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}//读文件int ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);fseek(pf, -3, SEEK_CUR);ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);return 0;
}
5.2 ftell
返回文件指针相对于起始位置的偏移量
long int ftell ( FILE * stream );
例子
//ftell--放回的是文件指针相对于起始位置的偏移量int main()
{FILE* pf fopen(data.txt, r);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}//读文件int ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);int n ftell(pf);printf(%d\n, n);fseek(pf, -n, SEEK_CUR);ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);return 0;
}5.3 rewind
让文件指针的位置回到文件的起始位置
void rewind ( FILE * stream );
例子
//rewind--让文件指针的位置回到文件的起始位置int main()
{FILE* pf fopen(data.txt, r);if (pf NULL){perror(fopen);return 1;}//读文件int ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);rewind(pf);//让文件指针回到文件起始位置ch fgetc(pf);printf(%c\n, ch);return 0;
}
6. 文件读取结束的判定
6.1 被错误使用的 feof
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
例如fgetc 判断是否为EOF
fgetc 判断返回值是否为 NULL
2.二进制文件的读取结束判断判断返回值是否小于实践要读的个数。
例如
fread 判断返回值是否小于实际读的个数。
文本文件
#include stdio.h
#include stdlib.h
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
//二进制的例子
#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);
}
7. 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;
}
结论缓冲区的存在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。
