目录
- 一、为什么使用文件
- 二、什么是文件
- 三、什么是文件指针
- 四、文件的打开和关闭
- 五、文件的顺序读写
- 六、补充:C语言中的流
- 七、文件的随机读写
- 八、文本文件和二进制文件
- 九、文件读取结束的判定
- 十、文件缓冲区
一、为什么使用文件
二、什么是文件
2.1 程序文件
2.2 数据文件
三、什么是文件指针
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。
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找到与它关联的文件。
例如:
四、文件的打开和关闭
4.1 fopen函数
【文档描述】
【打开方式】
文件使用方式 | 含义 | 如果指定文件不存在 |
---|---|---|
“r”(只读) | 为了输入数据,打开一个已经存在的文本文件 | 出错 |
“w”(只写) | 为了输出数据,打开一个文本文件 | 建立一个新的文件。注意:如果文件存在,会清空内容重新读入 |
“a”(追加) | 向文本文件尾添加数据 | 建立一个新的文件 |
“rb”(只读) | 为了输入数据,打开一个二进制文件 | 出错 |
“wb”(只写) | 为了输出数据,打开一个二进制文件 | 建立一个新的文件 |
“ab”(追加) | 向一个二进制文件尾添加数据 | 出错 |
“r+”(读写) | 为了读和写,打开一个文本文件 | 出错 |
“w+”(读写) | 为了读和写,建立一个新的文件 | 出错 |
“a+”(读写) | 打开一个文件,在文件尾进行读写 | 建立一个新的文件 |
“rb+”(读写) | 为了读和写打开一个二进制文件 | 出错 |
“wb+”(读写) | 为了读和写,新建一个新的二进制文件 | 建立一个新的文件 |
“ab+”(读写) | 打开一个二进制文件,在文件尾进行读和写 | 建立一个新的文件 |
【代码实例】
报错信息:没有这样的文件或者目录。我们可以打开项目所在路径:
发现路径下没有test.txt
文件,接下来创建一个test.txt
:
然后再运行代码,这样就能正确打开文件了
4.2 fclose函数
【文档描述】
【代码示例】
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以读的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 暂时不写
// ...
//关闭文件
int res = fclose(pf);
if (res == 0)
{
printf("关闭成功\n");
}
else
{
printf("关闭失败\n");
}
pf = NULL;
return 0;
}
【输出结果】
五、文件的顺序读写
功能 | 函数名 | 适用于 |
---|---|---|
字符输入函数 | fgetc | 所有输入流 |
字符输出函数 | fputc | 所有输出流 |
文本行输入函数 | fgets | 所有输入流 |
文本行输出函数 | fputs | 所有输出流 |
格式化输入函数 | fscanf | 所有输入流 |
格式化输出函数 | fprintf | 所有输出流 |
二进制输入 | fread | 文件 |
二进制输出 | fwrite | 文件 |
5.1 fputc函数 — 往文件中写一个字符
【文档描述】
【代码样例】
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以写的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 往文件中写入abcdef
for (char i = 'a'; i <= 'f'; i++)
{
fputc(i, pf);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
当文件运行起来后,我们再查看当前路径下的test.txt
文件的内容:
5.2 fgetc — 向文件读取一个字符
【文档描述】
【代码样例】
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以读的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 往文件中读一个字符
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
int ch = fgetc(pf);
printf("%c ", (char)ch);
}
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【输出结果】
5.3 fputs – 往文件中写入一行内容
【文档描述】
【代码示例】
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以读的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 往文件中写一行内容
fputs("hello\nworld", pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
当文件运行起来后,我们再查看当前路径下的test.txt
文件的内容:
5.4 fgets
【文档描述】
【代码示例】
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以读的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 往文件中读一行内容
char arr[20] = { 0 };
fgets(arr, 20, pf);
printf("%s\n", arr);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【输出结果】
5.5 fprintf — 格式化的形式写入到文件中
【文档描述】
【代码示例】
#include <stdio.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
int money;
};
int main()
{
struct S s1 = { "张三", 18, 200000 };
// 以写的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 格式化写入文件
fprintf(pf, "姓名:%s\n年龄:%d\n工资:%d", s1.name, s1.age, s1.money);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【输出结果】
5.6 fscanf — 格式化读取文件
【文档描述】
【代码示例】
#include <stdio.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
int money;
};
int main()
{
struct S s1 = { 0 };
// 以读的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 格式化读取文件,放到结构体变量s1
fscanf(pf, "%s %d %d", s1.name, &(s1.age), &(s1.money));
// 打印变量s1
printf("%s %d %d", s1.name, s1.age, s1.money);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
5.7 fwrite — 二进制输出
【文档描述】
【代码示例】
#include <stdio.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
double money;
};
int main()
{
struct S s1 = { "张三", 17, 20000.5};
// 以二进制写的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 格式化写入文件
fwrite(&s1, sizeof(struct S), 1, pf);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【程序结果】
5.8 fread — 二进制输入
【文档描述】
【代码样例】
#include <stdio.h>
struct S
{
char name[20];
int age;
double money;
};
int main()
{
struct S s1 = {0};
// 以二进制读的方式打开test.txt
FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
if (pf == NULL)
{
// 说明打开失败
// 打印错误信息
perror("fopen");
return 1;
}
// 文件使用
// 格式化写入文件
// 以下代码是将文件的内容打印到结构体中
fread(&s1, sizeof(struct S), 1, pf);
//打印结构体s1
printf("%s %d %lf\n", s1.name, s1.age, s1.money);
//关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【输出结果】
六、补充:C语言中的流
6.1 什么是流
-
在C语言中,
stdin
是标准输入流,它代表标准输入设备,通常指的是键盘。它是一个预定义的FILE
指针,用于读取用户输入的数据。可以使用scanf
等函数从stdin
中读取数据。 -
stdout
是标准输出流,它代表标准输出设备,通常指的是屏幕。它也是一个预定义的FILE
指针,用于向屏幕输出数据。可以使用printf
等函数将数据输出到stdout
。 -
stderr是指标准错误,它是计算机程序在执行过程中输出错误信息的流。与标准输出流(stdout)不同,标准错误流通常用于输出程序的错误、警告或其他相关信息,以便用户或开发者能够及时发现并处理问题。在大多数操作系统中,stderr通常默认输出到屏幕上,但也可以重定向到文件或其他目标。它也是一个预定义的
FILE
指针。
以上三个标准流在C语言中是默认打开的,无需手动打开或关闭。它们是C语言中常用的输入输出方式,使得程序可以与用户进行交互,从键盘读取输入并将结果输出到屏幕。
6.2 对比两组函数
6.2.1 scanf、fscanf、sscanf
-
scanf
是从键盘上读取格式化数据,它只针对输入流stdin
-
fscanf
是针对所有的输入流的,就是它既支持输入流stdin
(如下),同时也支持文件流(以上例子)
-
sscanf
是从一个字符串里读取格式化的数据
【代码示例】
6.2.2 printf、fprintf、sprintf
-
printf
是把数据写到(输出)屏幕上,它只针对输出流stdout
-
fprintf
是针对所有输出流的格式化的输出函数,就是它既支持输入流stdin
(如下),同时也支持文件流(讲过)
-
sprintf
是将格式化的数据到字符串里
【代码示例】
#include <stdio.h>
typedef struct S
{
char name[20];
int age;
}S;
int main()
{
S s1 = { "张三", 18 };
char arr[20] = "0";
sprintf(arr, "%s %d", s1.name, s1.age);
printf("%s\n", arr);
return 0;
}
【输出结果】
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以读的方式打开test.txt文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("打开失败\n");
return 1;
}
// 使用文件
int x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
rewind(pf);
x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
// 关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
七、文件的随机读写
7.1 rewind函数
void rewind ( FILE * stream );
【代码样例】
假设test.txt
的内容为abcdef
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以读的方式打开test.txt文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("打开失败\n");
return 1;
}
// 使用文件
int x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
// 关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【输出结果】
接着使用rewind
函数,指针pf
又回到了起始位置
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以读的方式打开test.txt文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("打开失败\n");
return 1;
}
// 使用文件
int x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
rewind(pf);
x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
// 关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【输出结果】
7.2 ftell
long int ftell ( FILE * stream );
#include <stdio.h>
int main()
{
// 以读的方式打开test.txt文件
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("打开失败\n");
return 1;
}
// 使用文件
int x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
x = fgetc(pf);
printf("%c\n", (char)x);
int offset = ftell(pf);
printf("%d\n", offset);
// 关闭文件
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【输出结果】
7.3 fseek
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
【代码示例】
假设test.txt
的内容为abcdef
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
char ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);//打印a
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);// 打印b
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);// 打印c
fseek(pf, -2, SEEK_CUR);
ch = fgetc(pf);
printf("%c\n", ch);
return 0;
}
八、文本文件和二进制文件
- 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。
【测试代码】
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 10000;
FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
if (pf == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fwrite(&a, sizeof(a), 1, pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
【内存】
九、文件读取结束的判定
9.1 被错误使用的feof
十、文件缓冲区
【测试代码】
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2013 WIN10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);// 10秒
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;
}
过程:带运行以上代码时,有10秒的缓冲,这时打开test.txt文件,你会发现文件内并没有内容,这就是因为数据是先写在缓冲区,当缓冲区满了或者主动刷新缓冲区才可以将数据写入硬盘中。
因此得出一个结论: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