文件基础概念
文件基础概念| 什么是文件
C语言中的文件是指一种数据存储形式,它通常用于在磁盘上保存数据。文件可以是文本文件、二进制文件和特殊文件,如设备文件等。
文件基础概念| 什么流
操作系统是以文件为单位对数据进行管理的,输入输出是数据传送的过程,数据如流水一样从一处流向另一处,因此常将输入输出形象地称为流(stream),即输入输出流。C语言把文件看作是一个字节的序列,即由一个一个字节的数据顺序组成。一个输入输出流就是一个字节流或二进制流。
文件基础概念| 文件标识
文件标识包括三部分:
- 文件路径: 表示文件在外部存储设备中的位置。 表示文件在外部存储设备中的位置,通常文件路径可以用相对路径和绝对路径描述。绝对路径:可以直接通过路径找到存储位置。相对路径:相对于某个文件去描述路径。./ : 相对于某个文件的当前路径。../ : 相对于某个文件的上层路径。
- 文件名主干:一般是文件名。
- 文件后缀:表示文件的性质。如:.txt .doc .dat .c .h 。
文件基础概念| 文件分类
C语言中的文件可以分为以下几类:
- 文本文件:以ASCII或Unicode字符编码100的文件,可以用文本编辑器打开和编辑。
- 二进制文件:包含二进制数据的文件,无法用文本编辑器直接读取或编辑。
- 特殊文件:如设备文件、管道等,通常用于与操作系统进行通信或进行进程间通信。
文件基础概念| 文件缓冲区
文件缓冲区是用于暂存文件读com写数据的内存空间,即在内存中开辟一段预留的空间,将文件数据先读入该空间中,并在需要时再从该空间中读取或往该空间中写入数据,以减少对磁盘的频繁读写次数。如上文提到的互联网知识所述,使用文件缓冲区可以缓和CPU与I/O设备之间速度不匹配的矛盾。
C语言文件操作
文件操作| 文件指针
在C语言中用一个指针变量指向一个文件,这个指针称为文件指针。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。C语言内置的文件指针类型FILE*,创建文件基本语法:FILE* pf;
在标准输入输出库库中,系统定义了三个FILE型的指针常量:
- stdin(标准输入文件指针) 指向在内存中与键盘相应的文件信息区,因此,用它进行输入就蕴含了从键盘输入。
- stdout(标准输出文件指针) 指向在内存中与显示器屏幕相应的文件信息区,因此,用它进行输出就蕴含了输出到显示器屏幕。
- stderr (标准错误文件指针) 用来输出出错的信息,它也指向在内存中与显示器屏幕相应的文件信息区,因此,在程序运行时的出错的信息就输出到显示器屏幕。
文件操作| 文件位置
一般情况下,在对字符文件进行读写时,文件的位置指针指向文件开头,这时如果对文件进行读的操作,就读第一个字符,然后文件的位置指针顺序向后移一个位置,在下一次执行读的操作时,就将指针指向的第二个字符读入。 依此类推,直到遇文件尾。有时希望在一个文件的原有数据之后再添加新的数据,应该把文件位置指针移到文件尾,然后再接着写入新的数据,这就是文件的追加。注意:这个文件内部的位置指针与C语言中的指针不是一回事。位置指针仅仅是一个标志,表示文件读写到的位置,也就是读写到第几个字节,它不表示地址。文件每读写一次,位置指针就会移动一次,它不需要你在程序中定义和赋值,而是由系统自动设置,对用户是隐藏的。
C语言文件末尾通常是用EOF标识,通常可以通过int feof(FILE* _Stream);判定未见指针是否到达文件末尾,详细使用参见文件读写。
文件操作| 打开与关闭文件
在C语言中,可以使用标准I/O库提供的函数来打开和关闭文件。下面是打开和关闭文件的函数:
FILE* fopen(char const* _FileName,char const* _Mode):用于打开指定的文件,并返回一个文件指针。
- _FileName:文件路径
- _Mode:读写方式返回值:打开失败返回空指针
int fclose(FILE* _Stream):用于关闭指定的文件,并释放相关资源。
- _Stream:关闭文件指针
- 返回值:关闭成功返回0,失败返回EOF
打开方式详解
模式 | 含义 | 说明 |
r | 只读 | 文件必须存在,否则打开失败 |
w | 只写 | 若文件存在,则清除原文件内容后写入;否则,创建文件后写入 |
a | 追加只写 | 若文件存在,则位置指针移到文件末尾,在文件尾部追加写入,故该方式不删除原文件数据;若文件不存在,则创建 |
r+ | 读写 | 文件必须存在。在只读 r 的基础上加 ‘+’ 表示增加可写的功能。 |
w+ | 读写 | 在只写 w 的基础上加 ‘+’ 表示增加可读的功能 |
a+ | 读写 | 在”a”模式的基础上,增加可读功能 |
rb | 二进制读 | 功能同模式”r”,区别:b表示以二进制模式打开。下同 |
wb | 二进制写 | 功能同模式“w”。二进制模式 |
ab | 二进制追加 | 功能同模式”a”。二进制模式 |
rb+ | 二进制读写 | 功能同模式”r+”。二进制模式 |
wb+ | 二进制读写 | 功能同模式”w+”。二进制模式 |
ab+ | 二进制读写 | 功能同模式”a+”。二进制模式 |
文件打开常见失败原因
在文件操作总经常会出现文件打开失败问题,总结主要有以下几点原因。
- 用”r”只读的方式打开一个不存在的文件
- 文件路径错误
- 文件名非法:反斜杠(\) 正斜杠 (/) 冒号 (:) 星号 (*) 问号 (?) 双引号 (“) 小于号 (<) 大于号 (>) 竖线(|)
- 权限不够:以管理员身份运行该程序即可,例如C盘系统文件夹中文件打开
文件打开和关闭综合代码
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* read = fopen("read.txt", "r");
if (read == NULL)
{
printf("r:文件打开失败!\n");
}
else
{
printf("r:文件打开成功!\n");
fclose(read);
}
FILE* write = fopen("write.txt", "w");
if (write == NULL)
{
printf("w:文件打开失败!\n");
}
else
{
printf("w:文件打开成功!\n");
fclose(write);
}
FILE* append = fopen("append.txt", "a");
if (append == NULL)
{
printf("a:文件打开失败!\n");
}
else
{
printf("a:文件打开成功!\n");
fclose(append);
}
return 0;
}
程序运行结果如下:
文件操作| 文件读写
字符方式读写
字符读写使用下面两个函数完成:
int fputc(int _Character,FILE* _Stream):文件字符写操作
- _Character:写的字符
- _Stream:写的文件
- 返回值:写入的字符
int (FILE* _Stream):文件字符读操作。
- _Stream:读的文件
- 返回值:读取的字符
案例代码如下:
#include <stdio.h>
//保存文件
void saveFile(const char* str)
{
FILE* fp = fopen("info.txt", "w");
int i = 0;
while (str[i] != '\0')
{
printf("%c\n",fputc(str[i], fp));
i++;
}
fclose(fp);
}
//读取文件并显示
void readFile()
{
FILE* fp = fopen("info.txt", "r");
if (fp == NULL)
{
printf("文件打开失败!\n");
return;
}
int userKey = fgetc(fp);
while (userKey != EOF)
{
putchar(userKey);
userKey = fgetc(fp);
}
fclose(fp);
}
int main()
{
char str[] = { "coolmoying" };
saveFile(str);
readFile();
return 0;
}
运行结果如下:
字符串方式读写
字符串读写使用下面两个函数完成:
int fputc(int _Character,FILE* _Stream):文件字符写操作
- _Character:写的字符
- _Stream:写的文件返回值:写入的字符
int (FILE* _Stream):文件字符读操作。
- _Stream:读的文件
- 返回值:读取的字符
案例代码如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
//保存文件
void saveFile(const char* str)
{
FILE* fp = fopen("info.txt", "w");
//写入多行
fputs(str, fp);
fputs(str, fp);
fclose(fp);
}
//读取文件并显示
void readFile()
{
FILE* fp = fopen("info.txt", "r");
if (fp == NULL)
{
printf("文件打开失败!\n");
return;
}
char buffer[1024] = { "" };
while (fgets(buffer, 10, fp)!=NULL)
{
printf("%s", buffer);
}
fclose(fp);
}
int main()
{
char str[] = { "coolmoying\n" };
saveFile(str);
readFile();
return 0;
}
运行结果如下:
格式化方式读写
格式化读写使用下面两个函数完成:
int fprintf(FILE* _Stream,char const* _Format,…):文件格式化写操作
- _Stream:写的文件,当第一个参数是stdout 和printf一样的功能
- _Format,…:格式控制,类似printf函数参数
- 返回值:写入的字符个数
int fscanf(FILE* _Stream,char const* _Format,…):文件格式化读操作。
- _Stream:读的文件,当第一个参数是stdin和scanf函数一样的功能
- _Format,…:格式控制,类似scanf函数参数
- 返回值:读取的成功的数据个数,读取到文件末尾返回EOF
通常格式化读写可以用来读写结构体数据,表格数据读写非常方便,案例代码如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct MM
{
char name[20];
int age;
double money;
};
//结构体数组写操作
void saveFile(struct MM array[], int arrayNum)
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "w");
for (int i = 0; i < arrayNum; i++)
{
fprintf(fp, "%s\t%d\t%.1lf\n",
array[i].name, array[i].age, array[i].money);
}
fclose(fp);
}
//结构体数组读操作
void readFile()
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
struct MM temp;
//文件读操作不需要格式控制
while (fscanf(fp, "%s\t%d\t%lf\n",
temp.name, &temp.age, &temp.money) != EOF)
{
//可以存储到数组中,这里直接打印
printf("%s\t%d\t%.1lf\n",
temp.name, temp.age, temp.money);
}
fclose(fp);
}
int main()
{
struct MM array[3] = {
{"moying",18,100},
{"girl",28,98},
{"mm",18,78} };
saveFile(array, 3);
readFile();
return 0;
}
运行结果如下:
二进制方式读写
二进制读写使用下面两个函数完成:
size_t fwrite(void const* _Buffer,size_t* _ElementSize,size_t* _ElementCount,FILE* _Stream):文件格式化写操作
- _Buffer:被写入数据的首地址
- _ElementSize:每次写入的大小
- _ElementCount:几次写入_Stream:写的文件
- 返回值:_ElementCount
size_t fread(void const* _Buffer,size_t* _ElementSize,size_t* _ElementCount,FILE* _Stream):文件格式化读操作。
- _Buffer:读到指定内存的首地址
- _ElementSize:每次读取的大小
- _ElementCount:读取的份数
- _Stream:读的文件
- 返回值:_ElementCount
通常格式化读写可以用来读写结构体数据非常方便,文件中数据可能存在乱码,能成功读出来即可,读写打开文件方式一定要记得带b走,案例代码如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
struct MM
{
char name[20];
int age;
double money;
};
//结构体数组写操作
void saveFile(struct MM array[], int arrayNum)
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "wb");
int result=fwrite(array, sizeof(struct MM), arrayNum, fp);
fclose(fp);
}
//结构体数组读操作
void readFile()
{
FILE* fp = fopen("test.txt", "rb");
struct MM temp = {0};
//通常用返回值作判定,不用数组长度,数据未知
while (fread(&temp, sizeof(struct MM), 1, fp)!=0)
{
//可以转存到指定数组中,这里只做打印测试
printf("%s\t%d\t%.lf\n", temp.name, temp.age, temp.money);
}
fclose(fp);
}
int main()
{
struct MM array[3] = {
{"moying",18,100},
{"girl",28,98},
{"mm",18,78} };
saveFile(array, 3);
readFile();
return 0;
}
运行结果如下:
文件操作| 文件指针移动
C语言文件指针在文件读写过程中都是内部实现移动过程,一个文件指针写完数据到达文件末尾,直接进行读取操作,不能读出任何东西。C语言提供了一些操作文件指针函数,主要有以下这些:
void rewind(FILE* _Stream):把文件指针还原到文件开头
- _Stream:还原的文件指针
void fseek(FILE* _Stream,long _Offset,int _Origin):移动文件指针
- _Stream:移动的文件指针
- _Offset:相对于参照点的偏移量
- _Origin:参照点
- SEEK_SET:文件开头
- SEEK_CUR:当前位置
- SEEK_END:文件结束通常适用于二进制读写中实现指定数据读写
long fseek(FILE* _Stream):统计文件指针移动字节数
示例程序| 获取文件大小
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
int getFileSize(const char* filename)
{
FILE* fp = fopen(filename, "r+");
if (fp == NULL)
return 0;
fseek(fp, 0L, SEEK_END);
int size = ftell(fp);
fclose(fp);
return size;
}
int main()
{
printf("size:%d\n", getFileSize("./wegame.exe"));
return 0;
}
运行结果如下:
C语言文件重定向操作
文件重定向是一种将程序的输入和输出源更改为文件的操作。可以使用重定向操作符 < 和 > 来实现文件重定向。其中 < 运算符用于指定程序的输入数据来源为一个文件,而 > 运算符用于将程序的输出结果写入到一个文件中。重定向操作符后可跟文件路径,表示要将输入或输出流重定向到该文件。C语言提供了以下函数实现文件重定向:
FILE* freopen(char const* _FileName,char const* _Mode,FILE* _Stream):文件重定向
- _FileName:定向的文件CON:重定向恢复到控制台
- _Mode:读写方式
- _Stream:定向的内容 stdin:定向标准输入 stdout:定向标准输出
示例程序| 文件重定向
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* ouput = freopen("output.txt", "w", stdout);
//会输出到文件里
puts("coolmoying");
putchar('A');
fprintf(stderr, "error\n"); //标准错误,不能重定向,只能输出到黑窗口
FILE* input = freopen("input.txt", "r", stdin);
if (!ouput)
{
perror("重定向失败!\n");
}
int a = 0, b = 0;
//文件中的数据完成输入
scanf("%d%d", &a, &b);
//定向恢复
ouput = freopen("CON", "w", stdout);
if (!ouput)
{
perror("重定向恢复失败!\n");
}
printf("sum=%d\n", a + b);
return 0;
}
运行结果如下: