C语言文件操作总结归纳

🏞️1. 为什么要使用文件

拿一个通讯录的程序来说，当通讯录程序运行起来时，可以给通讯录中添加、删除数据，此时数据是放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，等下次运行通讯录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很麻烦.

既然是通讯录就应该把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在，这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有：把数据放在磁盘文件，存放到数据库等方式.

使用文件我们可以直接将数据存放在电脑的磁盘上，做到了数据的持久化.

🌁2. 什么是文件

磁盘上的文件叫做文件.

但在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件、数据文件.（按文件功能的角度划分）

🌠3. 文件的打开和关闭

📖3.1 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（如文件名、文件状态以及文件当前的位置），这些信息保存在一个结构体变量中，该结构体类型是有系统声明的，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声明：

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，这样使用起来更加方便.

📖3.2 打开文件和关闭文件

文件在读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);
int flose(FILE* stream);

打开方式如下：

代码演示：

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

    if (pf != NULL)
    {
        fputs("hello file", pf);
        fclose(pf);
    }

    return 0;
}

🌌4. 文件的顺序读写

对比一组函数：

scanf/fscanf/sscanf
printf/fprintf/sprintf

scanf 从标准输入流(stdin)上进行格式化输入的函数

printf 向标准输出流(stdout)上进行格式化输出的函数

fscanf 可以从标准输入流(stdin)/指定的文件流上读取格式化的数据

fprintf 把数据按照格式化的方式输出到标准输出流(stdout)/指定的文件流

sscanf 可以从一个字符串中提取出格式化数据

sprintf 可以把一个格式化的数据转换为字符串

使用sscanf、sprintf：

struct Stu
{
    char name[20];
    int age;
    double d;
};

int main()
{
    struct Stu s = { "张三", 20, 95.5 };
    struct Stu tmp = { 0 };

    char buf[100] = { 0 };
    sprintf(buf, "%s %d %lf", s.name, s.age, s.d);
    printf("%s\n", buf);

    sscanf(buf, "%s %d %lf", tmp.name, &tmp.age, &tmp.d);
    printf("%s %d %lf\n", tmp.name, tmp.age, tmp.d);

    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位文件指针

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

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

    fputs("This is an example", pf);
    fseek(pf, 9, SEEK_SET);
    fputs(" sam", pf);
    fclose(pf);

    return 0;
}

SEEK_SET表示文件开头

SEEK_END表示文件结尾

SEEK_CUR表示当前位置

📖5.2 ftell

long int ftell(FILE* stream);

int main()
{
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

    fputs("This is an example", pf);

    long offset = ftell(pf);
    printf("%ld\n", offset);

    fseek(pf, 9, SEEK_CUR);
    fputs(" sam", pf);
    fclose(pf);

    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)

🍁6. 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形式存储，则需要在存储前转换，以ASCII字符形式存储的文件就是文本文件.

一个数据在内存中是怎样存储的呢？

字符一律以ASCII码形式存储，数值型数据既可以用ASCII码形式存储，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，则在磁盘上只占四个字节.

🍃7. 文件读取结束的判定

7.1 被错误使用的feof

注意：在文件读取过程中，不能用feof函数的返回值直接判断文件是否结束.

而是应用于当文件读取结束的时候，判断是否读取失败结束，还是遇到文件尾结束.

1. 文本文件读取是否结束，判断返回值是否为EOF（fgetc），或者NULL（fgetc）
   • fgetc判断否读取到EOF
   • fgets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际要读的个数
   • fread判断返回值是否小于实际要读的个数

int main()
{
    int c;
    FILE* 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EOF
    while ((c = fgetc(fp)) != EOF)
    {
        putchar(c);
    }

    printf("\n");

    //判断是什么原因引起的
    if (ferror(fp))
        puts("I/O error when reading");
    else
        puts("End of file reached successfully");

    fclose(fp);

    return 0;
}