文件操作

OVERVIEW

• 文件操作
• • • 一、打开与关闭文件
    • • 1.fopen
      • 2.fclose
    • 二、顺序读写数据文件
    • • 1.向文件读写字符
      • 2.向文件读写字符串
      • 3.格式化方式读写文件
      • 4.二进制方式读写文件
    • 三、随机读写数据文件
    • • 1.文件位置标记
      • 2.随机读写
      • 3.读写错误检测

所谓文件一般都是指存储在外部介质上数据的集合，输入输出时数据传输的过程，即数据流。

根据数据的组织形式，数据文件可以分为ASCII文件和二进制文件，

• 数据在内存中是以二进制存储的，如果不加转换的输出到外存，可以认为其就是存储在内存数据中的映像，称之为映像文件。
• 如果要求在外存上以ACSII代码形式存储，则需要再存储前进行转换，称之为本文文件。

数据在磁盘上的存储方式：字符文件一律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以用二进制形式存储。

每个被使用的文件都在内存中开辟一个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息（文件的名字、文件状态以及文件当前位置），这些信息是保存在一个结构体变量中的，FILE：

typedef struct {short level;//缓冲区满or空unsigned flags;//文件状态标志char fd;//文件描述符unsigned char hold;//如缓冲区无内容不读取字符short bsize;//缓冲区的大小unsigned char *buffer;//数据缓冲区的位置unsigned char *curp;//指针当前的指向unsigned istemp;//临时文件指示器short token;//用于有效性检查
} FILE;

每一个FILE类型变量对应一个文件的信息区，将指向文件信息区的指针称为文件指针。

注：指向文件的指针变量并不是指向外部介质上的数据文件的开头，而是指向内存中的文件信息区的开头。

一、打开与关闭文件

1.fopen

所谓打开文件是指为文件建立相应的信息区（存放有关文件信息）与文件缓冲区（暂时存放输入输出数据）。

//常用的打开文件的方式
FILE *fp;
if ((fp = fopen("file.txt", "r")) == NULL) {printf("can not open this file\n");exit(0);
}

程序中可以使用3个标准的流文件：标准输入stdin、标准输出stdout、标准错误输出stderr

标准输入流是从终端的输入、标准输出流是向终端的输出、标准错误输出流是程序出错将错误信息发送到终端。

程序开始运行时系统自动打开这3个标准流文件，程序编写者直接使用即可。

2.fclose

关闭文件就是撤销文件信息区与文件缓冲区，使文件指着不再指向该文件。

如果不关闭文件将会丢失数据，因为向文件写入数据时是先将数据输入到缓冲区，待缓冲区满之后才会写入磁盘（缓冲区数据丢失）。

fclose(fp);

二、顺序读写数据文件

在顺序读写中，先写入的数据存放在文件中前面的位置，后写入的数据存放在文件中后面的位置。

1.向文件读写字符

• 用fgetc函数从键盘逐个读入字符 然后用fputc函数将数据写入磁盘文件：

#include
#includeint main() {FILE *fp;char ch;char filename[10];printf("please enter a filename:");scanf("%s", filename);if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL) {printf("can not open this file\n");exit(0);}ch = getchar();//用于接收最后输入的回车符printf("please enter a char array end with a '#':");ch = getchar();while (ch != '#') {fputc(ch, fp);//向磁盘文件写入一个字符ch = getchar();}fclose(fp);return 0;
}

成功通过fputc函数向test.txt文件中逐个字符写入，文件操作成功。

• 将一个磁盘文件中的信息复制到另一个磁盘文件中：

#include
#includeint main() {FILE *inputfp, *outputfp;char ch;char srcFileName[20], destFileName[20];printf("enter the input file name:");scanf("%s", srcFileName);printf("enter the output file name:");scanf("%s", destFileName);if ((inputfp = fopen(srcFileName, "r")) == NULL) {//打开输入文件printf("can not open this src file!\n");exit(0);}if ((outputfp = fopen(destFileName, "w")) == NULL) {//打开输出文件printf("can not open this dest file!\n");exit(0);}while (!feof(inputfp)) {//feof函数用于检测文件读写是否到达末尾ch = fgetc(inputfp);//src字符读取fputc(ch, outputfp);//dest字符写入}fclose(inputfp);fclose(outputfp);return 0;
}

2.向文件读写字符串

注：fgets和fputs函数功能类似于gets和puts函数，只是gets和puts以终端为读写对象，而fgets和fputs以指定的文件为读写对象。

• 从键盘读入若干个字符串，对它们按字母大小顺序排序，然后把排好序的字符串送到磁盘文件中进行保存。

#include
#include
#includeint main() {FILE *fp;char str[3][20];char temp[20];int n = 3;printf("please enter your strings:\n");for (int i = 0; i < n; ++i) gets(str[i]);//从标准输入设备中获取字符串 并用str[i]指针对其指向//1.对字符串进行排序（直接选择排序）for (int i = 0; i < n - 1; ++i) {int max = i;for (int j = i + 1; j < n; ++j) {//寻找i及其之后的字符串中最大的字符串 并将其赋值给maxif (strcmp(str[max], str[j]) > 0) max = j;}if (max != i) {//将最大的字符串放在有序的位置strcpy(temp, str[i]);strcpy(str[i], str[max]);strcpy(str[max], temp);}}//2.打开文件if ((fp = fopen("string.txt", "w")) == NULL) {printf("can not open the file!\n");exit(0);}//3.写入数据for (int i = 0; i < n; ++i) {fputs(str[i], fp);fputs("\n", fp);}return 0;
}

• 从string.txt中将数据读会到字符串数组中，并将其打印在屏幕上：

#include
#includeint main() {FILE *fp;char str[3][50];//1.打开文件if ((fp = fopen("string.txt", "r")) == NULL) {printf("can not open the file\n");exit(0);}//2.将文件中的数据读入数组int index = 0;while (fgets(str[index], 50, fp) != NULL) index++;//3.将数组中的数据进行打印for (int i = 0; i < 3; ++i) printf("%s", str[i]);fclose(fp);return 0;
}

3.格式化方式读写文件

注：fprintf和fscanf与printf和scanf的区别是其读写对象不是终端而是文件。

• fprintf(文件指针, 格式字符串, 输出列表);
• fscanf(文件指针, 格式字符串, 输入列表);

用fprintf和fscanf函数对磁盘文件进行读写使用方便，但是由于需要进行ACSII码与二进制形式之间的转换，花费时间较多。

因此在内存与磁盘进行频繁交换数据的情况下，最好不用。

而用fread与fwrite函数进行二进制的读写。

4.二进制方式读写文件

C语言允许使用fread函数从文件中读一个数据块，用fwrite函数向文件中写入一个数据块（读写以二进制形式进行）。

在向磁盘写入数据时，直接将内存中的数据原封不动的复制到磁盘文件上。

• fread(buffer, size, count, fp);
• fwrite(buffer, size, count, fp);
• buffer：地址
• size：要读写的字节数
• count：要读写多少个数据项（每个数据项长度为size）

#include#define SIZE 5struct Student {char name[20];int num;int age;char addr[50];
};struct Student stu[SIZE];void bwrite() {FILE *fp;if ((fp = fopen("stu.txt", "wb")) == NULL) {printf("can not open the file\n");return;}for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {if (fwrite(&stu[i], sizeof(struct Student), 1, fp) != 1) {printf("file write error\n");}}fclose(fp);
}void bread() {FILE *fp;if ((fp = fopen("stu.txt", "rb")) == NULL) {printf("can not open the file\n");return;}for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {fread(&stu[i], sizeof(struct Student), 1, fp);}fclose(fp);
}int main() {printf("please enter data of the student:\n");for (int i = 0; i < SIZE; ++i) scanf("%s %d %d %s", stu[i].name, &stu[i].num, &stu[i].age, stu[i].addr);bwrite();printf("current data of the student:\n");bread();for (int i = 0; i < SIZE; ++i) printf("%-10s%4d%4d%10s\n", stu[i].name, stu[i].num, stu[i].age, stu[i].addr);return 0;
}

三、随机读写数据文件

随机访问不是按数据在文件中的物理位置次序进行读写的，而是可以对任何位置上的数据进行访问，这种方法比顺序访问效率高很多。

1.文件位置标记

为了对读写进行控制，系统为每个文件设置了一个文件读写位置标记（文件位置标记），

可以根据读写需要，人为的移动文件位置标记的位置，即随机读写。

• rewind：作用是使文件位置标记重新指向文件开头，无返回值。

  FILE *fp1, *fp2;
  fp1 = fopen("src.txt", "r");
  fp2 = fopen("dest.txt", "w");
  while (!feof(fp1)) putchar(getc(fp1));//将文件内容输出到屏幕
  rewind(fp1);
  while (!feof(fp1)) putc(getc(fp1), fp2);//将文件内容拷贝到dest.txt
  fclose(fp1);
  fclose(fp2);
  

• fseek：用于改变文件位置标记，fseek一般用于二进制文件，fseek(文件指针, 位移量, 起始点);
  

• ftell：作用是得到流式文件中文件位置标记的当前位置，用相对于文件开头的位移量来表示。出错返回-1

2.随机读写

• 在磁盘上存有10个学生的数据，要求利用文件随机读写将1、3、5、7、9个学生的数据输出到屏幕上。

FILE *fp;
if ((fp = fopen("stu.txt", "rb")) == NULL) {printf("can not open the file\n");exit(0);
}
for (int i = 0; i < SIZE; i += 2) {fseek(fp, i * sizeof(struct Student), 0);//移动文件位置标记fread(&stu[i], sizeof(struct Student), 1, fp);//读取一个数据块到结构体变量printf("%-10s%4d%4d%10s\n", stu[i].name, stu[i].num, stu[i].age, stu[i].addr);
}
fclose(fp);

3.读写错误检测

• ferror(fp)

在调用各种输入输出函数(putc、getc、fread、fwrite)时如果出现错误，除了函数返回值有所反映外，还可以使用ferror函数检查。

如果返回值为0表示没有读写错误，如果返回非零值表示读写出错。

注：在调用1个输出输出函数后，需要立即检查ferror函数的返回值，否则错误信息会丢失。

• clearerr(fp)

clearerr函数的作用是使文件错误标志和文件结束标志置为0，

在输入输出函数出现错误ferror值为一个非零值时，应立即调用clearerror(fp)，以便在进行下一次检查。