【C语言系列】—文件操作详解（上）

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⛅ 本篇内容简介：详细介绍C语言中的文件操作部分！

⭐ 了解作者：励志成为一名编程大牛的学子，目前正在升大二的编程小白。

✍励志术语：编程道路的乏味，让我们一起学习变得有趣！

✂   正文开始

目录

  为什么要使用文件？

 什么是文件？

 程序文件

 数据文件

 文件名

 文件指针

  文件的打开和关闭

 文件的顺序读写

  输出与输入

  fputc

  fgetc

  fgets与fputs

  fprintf

   fscanf

   fwrite

   fread

 结束语 

  为什么要使用文件？

我们知道数据是放在内存中的，当程序退出的时候，数据就自然不存在了，要做到数据的持久化，就要把数据存放在磁盘文件或者存放到数据库等方式。

使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到数据的持久化。

 什么是文件？

磁盘上的文件就是文件。

但是在程序设计中，文件分为两种：1.程序文件   2.数据文件 （从文件功能的角度来分类）。

 程序文件

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的文件或者输出内容的文件。

 文件名

一个文件要有唯一的文件标识，以便用户识别和引用。

文件名包含3部分：文件路径+文件名主干++文件后缀

例如：代码E:C语言进阶c-language-advanced-codetest_7_24test.c

为了方便起见，文件标识常被称为文件名

 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一个相应的文件信息区，用于存放文件的相关信息（如文件的名字，文件的状态以及文件当前的位置等）。这些信息是保存在一个结构体变量中的，该结构体类型是有系统声明的，取名为 FILE。

例如：在VS2022中就可以在头文件 stdio.h 中有以下的文件类型声明：

#ifndef _FILE_DEFINED
    #define _FILE_DEFINED
    typedef struct _iobuf
    {
        void* _Placeholder;
    } FILE;
#endif

 不过随着VS这个编译器的不断升级，FILE类型中包含的内容是越来越简化了，但是都是大同小异的。

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。

下面我们来创建一个 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）。通过该文件信息区中的信息就能访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。

比如：

  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（标准C）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，打开方法）
//关闭文件
int fclose(FILE* stream);//文件指针变量名

有哪些打开方式呢？来看这些：

文件使用含义	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
“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，建立一个文本文件	建立一个新的文件
“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

我们来上手写一个实例代码：

#include
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//以写的形式打开
	if (pf == NULL)
	{
		ferror("File Fail");//打印错误信息
		return 1;//错误返回
	}
	// 对文件进行读写操作
	// ......
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

 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

  输入与输出

  输出与输入

什么是输入？什么又是输出呢？输入到哪里，输出又到哪里呢？相信很多老铁会疑惑，没有关系，我们来看一幅图，就理解了。

 好，一目了然了吧，好，接下来我们要解释一下这些函数的各种作用！

---

  fputc

我们先来看这个函数的功能：

函数功能实例 1：

#include

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		ferror("fopen fail");
		return 1;
	}
	//对文件进行输出操作
	fputc('c', pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行输出的结果：

 我们可以看到成功的将这个字符写入到了文件中。

---

  fgetc

 函数功能实例 2：

#include

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		ferror("fopen fail");
		return 1;
	}
	//对文件进行输入操作
	char c = fgetc(pf);
	printf("%cn", c);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行输出的结果：

 在屏幕上打印出文件中的字符。

---

  fgets与fputs

这两个函数我在这不过多的说明了，他们只是把字符改成了可以输入与输出字符串而已，重点是下面几个函数。

---

  fprintf

先来看这个函数的功能：

 函数功能实例代码 3：

//指定格式化输出函数
#include
struct S
{
	char name[10];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct S s = { "tangcheng",20,99.9f };
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//fprintf
	fprintf(pf, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行输出的结果：

把一个格式化（就是结构体）的数据输出到了文件中。

---

   fscanf

先看函数功能：

 函数功能代码示例 4：

#include
struct S
{
	char name[10];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct S s = { 0 };
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//fscanf
	fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));
	//打印
	fprintf(stdout,"%s %d %fn", s.name, s.age, s.score);//stdout是标准输出流-屏幕

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行结果（将文件中的格式化数据输入到了屏幕中）：

---

   fwrite

该函数的功能：

function

fwrite                               //放入哪里         多少字节             几个           文件指针

size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

Write block of data to stream  

实例代码 5：

#include
struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct S s = { "zhangsan",20,50.5f };
	//打开文件  以二进制的方式输出到文件中
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	// 二进制的方式写
	fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行出来的结果：

是不是有点看不懂呀，因为这是二进制的数据，我们不需要看懂，编译器看得懂就可以了。怎么输入到屏幕上看下呢，别急，我们来介绍fread这个函数。

---

   fread

函数功能：

function

fread                // 放入哪里           多少字节          个数                 文件指针

size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

Read block of data from stream

实例代码 6：

#include
struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	struct S s = { 0 };
	//打开文件  
	FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	// 二进制的方式读
	fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);
	//打印一下
	printf("%s %d %f", s.name, s.age, s.score);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行结果：

？？？竟然不是二进制文件耶，说明编译器自动识别二进制数据转化成了我们看得懂的格式化数据。

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 结束语 

家人们，文件操作这部分的要详解的实在太多了，只能分为（上）和（下）两个部分来写了！！！