C语言再学习 -- 文件-CFANZ编程社区

文件是什么

一个文件（file）通常就是磁盘上的一段命名的存储区。C 将文件看成是连续的字节序列，其中每一个字节都可以单独地读取。

二进制和文本模式
1、在windows系统中，文本模式下，文件以"\r\n"代表换行。若以文本模式打开文件，并用fputs等函数写入换行符"\n"时，函数会自动在"\n"前面加上"\r"。即实际写入文件的是"\r\n" 。

2、在类Unix/Linux系统中文本模式下，文件以"\n"代表换行。所以Linux系统中在文本模式和二进制模式下并无区别。

标准文件

C 程序自动打开3个文件。这3个文件被称为标准输入，标准输出和标准错误输出。默认的标准输入是系统的一般输入设备，通常为键盘；默认的标准输出和标准错误输出是系统的一般输出设备，通常为显示器，分别得到文件描述符 0, 1, 2.

下面的方法从标准输入（键盘）获得一个字符： ch = getchar ( );

标准文件指针：

stdio.h文件把3个文件指针与3个C 程序自动打开的标准文件进行了并联，如下表所示：

标准文件	文件指针	一般使用的设备
标准输入	stdin	键盘
标准输出	stdout	显示器
标准错误	stderr	显示器

这些指针都是FILE指针类型，所以可以被用作标准I/O函数的参数。

stdout和stderr比较：

stderr -- 标准错误输出设备
stdout -- 标准输出设备 (printf("..")) 同 stdout。
两者默认向屏幕输出。但如果用转向标准输出到磁盘文件，则可看出两者区别。stdout输出到磁盘文件，stderr在屏幕，例如：
fprintf(stderr, "Can't open it!\n");
fprintf(stdout, "Can't open it!\n");
在my.exe
Can't open it!
Can't open it!
Can't open it!

转向标准输出到磁盘文件tmp.txt
my.exe > tmp.txt
Can't open it!

用TYPE 看 tmp.txt的内容：
TYPE tmp.txt
Can't open it!
Can't open it!

stderr是不缓存的，stdout是行间缓存的。请注意：

for(i = 0; i < 10; i++)
     {
       fprintf(stdout, "This is stdout[%d]", i);
       fprintf(stderr, "This is stderr[%d]", i);
     }

会全部显示stderr之后，再显示stdout。又因为stdout是行内缓存，所以加 \n 后会立刻显示。

文件操作分成如下三个步骤：

1、打开文件（fopen）

2、操作文件（fread/fwrite）

3、关闭文件（fclose）

下面来一一介绍：

打开文件 -- fopen ( )函数：

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

返回值：

文件顺利打开后，指向该流的文件指针就会被返回。如果文件打开失败则返回NULL，并把错误代码存在errno中。
一般而言，打开文件后会做一些文件读取或写入的动作，若打开文件失败，接下来的读写动作也无法顺利进行，所以一般在fopen()后作错误判断及处理。

参数说明：

path：字符串包含欲打开的文件路径及文件名

mode：C 字符串，包含了文件访问模式，模式如下：

模式字符串
“r”	以只读方式打开文件，该文件必须存在
“r+”	以只读写方式打开文件，该文件必须存在
“w”	打开只写文件，若文件存在则文件长度清零，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件
“w+”	打开可读写文件，若文件存在则文件长度清零，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。
“a”	以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（EOF符保留）
“a+”	以附加方式打开可读写的文件。若文件不存在，则会建立文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾后，即文件原先的内容会被保留。（原来的EOF符不保留）
“rb”, “wb”, “ab”, “ab+”, “a+b”, “wb+”, “w+b”, “ab+”, “a+b”	与前面的模式相似，只是使用二进制模式而非文本模式打开文件

关闭文件 -- fclose ( )函数：

函数原型：

int fclose( FILE *fp );

返回值：
如果流成功关闭，fclose 返回 0，否则返回EOF（-1）。（如果流为NULL，而且程序可以继续执行，fclose设定error number给EINVAL，并返回EOF。）

因此，可在fclose(fp)后使用

if(fclose())
 {
     perror("fclose");
 }

来判断是否成功关闭文件，关闭失败，则fclose返回“1”并输出出错原因。

扩展：C语言再学习 -- EOF与feof函数

1. 示例一：  
2. #include<stdio.h>  
3. int main(void)  
4. {  
5. FILE*fp = NULL;  
6. "abc.txt", "r");  
7. if(NULL == fp)  
8.     {  
9. "error...");  
10.         exit (1);  
11.     }  
12.     fclose (fp);  
13.     fp = NULL;  
14. return 0;  
15. }

在文件操作时，需要注意以下几点问题

1、在定义文件指针时，要将文件指针指向空；如 FILE *fp = NULL;

2、需要判断文件是否打开成功，如 if(NULL == fp)

3、文件操作完成后，注意要将文件关闭，否则会造成文件所占用内存泄露和在下次访问文件时出现问题。

4、文件关闭后，需要将文件指针指向空，这样做会防止出现游离指针，而对整个工程造成不必要的麻烦；如：fp = NULL;

1. // 一个简单的文件压缩程序  
2. #include <stdio.h>  
3. #include <stdlib.h>  
4. #include <string.h>  
5.   
6. #define LEN 40  
7. int main (int argc, char *argv[])  
8. {  
9. FILE *in, *out;  
10. int ch;  
11. char name[LEN];  
12. int count = 0;  
13.   
14. if (argc < 2)  
15.     {  
16. "Usage: %s filename\n", argv[0]);  
17.         exit (1);  
18.     }  
19. if ((in = fopen (argv[1], "r")) == NULL)  
20.     {  
21. "I couldn't open the file \"s\"\n", argv[1]);  
22.         exit (2);  
23.     }  
24.   
25.     strcpy (name, argv[1]);  
26. ".red");  
27. if ((out = fopen (name, "w")) == NULL)  
28.     {  
29. "Can't Create output file.\n");  
30.         exit (3);  
31.     }  
32. while ((ch = getc (in)) != EOF)  
33. if (count++ % 3 == 0)  
34.             putc (ch, out);  
35. if (fclose (in) != 0 || fclose (out) != 0)  
36. "Error in closing files\n");  
37. return 0;  
38. }  
39.   
40. 同一目录下创建文件eddy，里面添加内容 So even Eddy came oven ready .  
41. 输出结果：创建 eddy.red  
42. Send money

操作文件 -- fread ( )函数和fwrite ( )函数

fwrite ( )函数

函数功能：
指向文件写入一个数据块。
函数原型：
size_t fwrite(const void* buffer, size_t size, size_t count, FILE* stream);
注意：这个函数以二进制形式对文件进行操作，不局限于文本文件
参数：
（1）buffer：是一个指针，对fwrite来说，是要获取数据的地址；
（2）size：要写入内容的单字节数；（size_t是sizeof返回的类型，通常是unsigned int类型）
（3）count:要进行写入size字节的数据项的个数；
（4）stream:目标文件指针；
返回值：
返回实际写入的数据块数目 count。

fread ( )函数：

函数原型
size_t fread ( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream);
参数：
（1）buffer：用于接收数据的内存地址
（2）size：要读的每个数据项的字节数，单位是字节（size_t是sizeof返回的类型，通常是unsigned int类型）
（3）count：要读count个数据项，每个数据项size个字节.
（4）stream：输入流
返回值：
返回真实写入的项数，若大于count则意味着产生了错误。另外，产生错误后，文件位置指示器是无法确定的。若其他stream或buffer为空指针，或在unicode模式中写入的字节数为奇数，此函数设置errno为EINVAL以及返回0.
函数功能：
从一个文件流中读数据，最多读取count个项，每个项size个字节，如果调用成功返回实际读取到的项个数（小于或等于count），如果不成功或读到文件末尾返回 0。

1. #include <stdio.h>  
2. #include <string.h>  
3. int main()  
4. {  
5. FILE *fp;  
6. char c[] = "This is w3cschool";  
7. char buffer[20];  
8.   
9. /* 打开文件用于读写 */  
10. "file.txt", "w+");  
11.   
12. /* 写入数据到文件 */  
13.    fwrite(c, strlen(c) + 1, 1, fp);  
14.   
15. /* 查找文件的开头 */  
16.    fseek(fp, SEEK_SET, 0);  
17.   
18. /* 读取并显示数据 */  
19.    fread(buffer, strlen(c)+1, 1, fp);  
20. "%s\n", buffer);  
21.    fclose(fp);  
22. return(0);  
23. }

随机存取：fseek ( )、ftell ( )、rewind ( )

fseek ( )函数

函数功能：

重定位流（数据流/文件）上的文件内部位置指针

注意：文件指针指向文件/流。位置指针指向文件内部的字节位置，随着文件的读取会移动，文件指针如果不重新赋值将不会改变或指向别的文件。

函数原型：

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

参数：

（1）stream：为文件指针
（2）offset：为偏移量，正数表示正向偏移，负数表示负向偏移（数字值用3L、10L等，L后缀表示long类型）
（3）origin：设定从文件的哪里开始偏移,可能取值为：SEEK_CUR、 SEEK_END 或 SEEK_SET
SEEK_SET：文件开头
SEEK_CUR：当前位置
SEEK_END：文件结尾
其中SEEK_SET,SEEK_CUR和SEEK_END依次为0，1和2.

返回值：

成功，返回 0，失败返回 -1，并设置error的值，可以用perror()函数输出错误。

函数描述：

函数设置文件指针stream的位置。如果执行成功，stream将指向以fromwhere（偏移起始位置：文件头0（SEEK_SET），当前位置1（SEEK_CUR），文件尾2（SEEK_END））为基准，偏移offset（指针偏移量）个字节的位置。如果执行失败（比如offset超过文件自身大小），则不改变stream指向的位置。

上面这句话意思是，函数执行之后，文件指针就移动到了fromwhere + offset位置处，如果offset超过文件自身大小，则不改变stream指向的位置。

fseek函数和lseek函数类似，但lseek返回的是一个off_t数值，而fseek返回的是一个整型.

#include <stdio.h>
int main (void)
{
	char ch = 0;
	FILE *fp = fopen ("abc.txt", "r");
	if (fp)
	{
		//ABCDEFGHIGKLMN
		fseek (fp, 2L, SEEK_SET); //文件开头  (ABC)
		//（2+0 = 2 文件指针移动到2的位置）
		fread (&ch,sizeof (char), 1, fp);
		printf ("%c\n", ch);
 
 		fseek (fp, 3L, SEEK_CUR); //当前位置 （CDEFG）
 		//（3+1 = 4 文件指针移动到4的位置）
 		fread (&ch,sizeof (char), 1, fp); 
 		printf ("%c\n", ch);
 		
 		fseek (fp, -3L, SEEK_END); //文件结尾 MN） 
 		//（-3+2 = -1 文件指针移动到-1位置）
 		fread (&ch,sizeof (char), 1, fp); 
 		printf ("%c\n", ch);
 		
 		fclose (fp); 
 		fp = NULL;
	} 
	return 0;
}
输出结果：
C
G
M

ftell ()函数

函数原型：

long ftell(FILE *stream);

函数功能：
函数 ftell() 用于得到文件位置指针当前位置相对于文件首的偏移字节数。在随机方式存取文件时，由于文件位置频繁的前后移动，程序不容易确定文件的当前位置。使用fseek函数后再调用函数ftell()就能非常容易地确定文件的当前位置。

返回值：

以一个long类型值返回一个文件的当前位置。如果发生错误，则返回 -1L，全局变量 errno 被设置为一个正值。

调用示例编辑：
ftell(fp);利用函数 ftell() 也能方便地知道一个文件的长。如以下语句序列： fseek(fp, 0L,SEEK_END); len =ftell(fp); 首先将文件的当前位置移到文件的末尾，然后调用函数ftell()获得当前位置相对于文件首的位移，该位移值等于文件所含字节数。

#include <stdio.h>
int main (void)
{
	FILE *fp;
	int len;
	//ABCDEF
	fp = fopen ("abc.txt", "r");
	if (fp == NULL)
	{
		perror ("error");
		return -1;
	}
	fseek (fp, 0, SEEK_END);
	len = ftell (fp);
	fclose (fp);
	printf ("abc.txt 的总大小 = %d 字节\n", len);
	return 0;
}

输出结果：
abc.txt 的总大小 = 8 字节

rewind ()函数：

函数原型：

void rewind(FILE *stream)

返回值：

该函数不返回任何值。

函数功能:

将文件内部的位置指针重新指向一个流（数据流/文件）的开头

注意：不是文件指针而是文件内部的位置指针，随着对文件的读写文件的位置指针（指向当前读写字节）向后移动。而文件指针是指向整个文件，如果不重新赋值文件指针不会改变。

rewind函数作用等同于 (void)fseek(stream, 0L, SEEK_SET);[1]

#include <stdio.h>

int main()
{
   char str[] = "Hello World!";
   FILE *fp;
   int ch;

   /* 首先让我们在文件中写入一些内容 */
   fp = fopen( "file.txt" , "w" );
   fwrite(str , 1 , sizeof(str) , fp );
   fclose(fp);

   fp = fopen( "file.txt" , "r" );
   while(1)
   {
      ch = fgetc(fp);
      if( feof(fp) )
      {
          break ;
      }
      printf("%c", ch);
   }
   
   rewind(fp); //从头从新开始打印
  
   printf("\n");
   while(1)
   {
      ch = fgetc(fp);
      if( feof(fp) )
      {
          break ;
      }
      printf("%c", ch);
     
   }
   printf ("\n");
   fclose(fp);

   return(0);
}
输出结果：
Hello World!
Hello World!