C语言：程序代码与文件的羁绊

目录

• 为什么使用文件
• 文件认识
• • 程序文件
  • 数据文件
  • 文件名
  • ⼆进制文件和文本文件
• 文件的打开和关闭
• • 流
  • 标准流
• 文件指针
• 文件操作符详解
• • 文件的操作：
  • 参数解释：
• 文件操作符示例
• • 文件的打开与关闭
  • 读取文件字符串
  • 读取数据块
  • 写入数据块
  • 重定位文件指针
  • 获取指针位置
  • 文件指针移到开始处
  • 清除文件错误标志
  • 文件流是否读到了文件尾
  • 重命名文件
  • 删除文件

为什么使用文件

如果没有⽂件，我们写的程序的数据是存储在电脑的内存中，如果程序退出，内存回收，数据就丢失了，等再次运⾏程序，是看不到上次程序的数据的，如果要将数据进行持久化的保存，我们只能使用文件。

文件认识

程序文件

程序⽂件包括源程序⽂件（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。

在以前各章所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输⼊数据，运⾏结果显示到显示器上。
其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上⽂件。

文件名

⼀个文件要有⼀个唯⼀的文件标识，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： c:\code\test.txt
为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

⼆进制文件和文本文件

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的文件中，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。
⼀个数据在文件中是怎么存储的呢？
字符⼀律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用⼆进制形式存储。

文件的打开和关闭

流

我们程序的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备获取数据，不同的外部设备的输⼊输出操作各不相同，为了⽅便程序员对各种设备进行方便的操作，我们抽象出了流的概念。
C程序针对⽂件、画面、键盘等的数据输⼊输出操作都是通过流操作的。

标准流

那为什么我们从键盘输⼊数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流呢？那是因为C语言程序在启动的时候，默认打开了3个流：
• stdin标准输⼊流，在大多数的环境中从键盘输⼊，scanf函数就是从标准输⼊流中读取数据。
• stdout标准输出流，大多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯，printf函数就是将信息输出到标准输出
流中。
• stderr标准错误流，大多数环境中输出到显示器界⾯。
这是默认打开了这三个流，我们使⽤scanf、printf等函数就可以直接进⾏输⼊输出操作的。

文件指针

FILE* pf;//⽂件指针变量

文件操作符详解

文件的操作：

fopen()：打开文件
文件的关闭：
fclose()：关闭文件
文件的读写：
fgetc()：读取一个字符
fputc()：写入一个字符
fgets()：读取一个字符串
fputs()：写入一个字符串
fprintf()：写入格式化数据
fscanf()：格式化读取数据
fread()：读取数据
fwrite()：写入数据
文件状态检查
feof()：文件是否结束
ferror()：文件读/写是否出错
clearerr()：清除文件错误标志
ftell()：文件指针的当前位置
文件指针定位
rewind()：把文件指针移到开始处
fseek()：重定位文件指针

参数解释：

“r”：以只读的形式打开文本文件(不存在则出错)
“w”：以只写的形式打开文本文件(若不存在则新建，反之，则从文件起始位置写，覆盖原内容)
“a”：以追加的形式打开文本文件(若不存在，则新建；反之，在原文件后追加)
“r+”：以读写的形式打开文本文件(读时，从头开始；写时，新数据只覆盖所占的空间)
“wb”：以只写的形式打开二进制文件
“rb”：以只读的形式打开二进制文件
“ab”：以追加的形式打开一个二进制文件
“rb+”：以读写的形式打开二进制文件。
“w+”：首先建立一个新文件，进行写操作，然后从头开始读(若文件存在，原内容将全部消失)
“a+”：功能与”a”相同。只是在文件尾部追加数据后，可以从头开始读
“wb+”：功能与”w+”相同。只是在读写时，可以由位置函数设置读和写的起始位置
“ab+”：功能与”a+”相同。只是在文件尾部追加数据之后，可以由位置函数设置开始读的起始位置

文件操作符示例

文件的打开与关闭

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。

//打开⽂件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭⽂件
int fclose ( FILE * stream );

读写以字符串为例利用实例了解一下（顺序读写）：
文件写入字符串代码：

/* fopen fclose example */
#include <stdio.h>
int main ()
{
 FILE * pFile;
 //打开⽂件
 pFile = fopen ("myfile.txt","w");
 //⽂件操作
 if (pFile!=NULL)
 {
 fputs ("fopen example",pFile);//文件写入
 //关闭⽂件
 fclose (pFile);
 }
 return 0;
}

读取文件字符串

int main()
{
	//1. 打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//2. 读文件
	char arr[20] = "xxxxxxxxxxxxx";
	fgets(arr, 10, pf);
	printf("%s\n", arr);

	//3. 关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

读取数据块

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

ptr：目标内存块
size：一次读取的字节大小
count：一次读取多少个 size
stream：流

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
    FILE *pFile = fopen("file.txt", "rb");
    if (pFile == NULL) 
    {
        perror ("Error opening file");
        return 0;
    }
    char buf[100] = { 0 };
    while (!feof(pFile)) //没有到文件末尾
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        size_t len = fread(buf, sizeof(char), sizeof(buf), pFile);
        printf("buf: %s, len: %d\n", buf, len);
    }
    fclose(pFile);
}

写入数据块

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

与读取数据块同理不再做过多解释。

重定位文件指针

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

stream：流
offset：相对应 origin 位置处的偏移量，单位为字节
origin：指针的位置

/* fseek example */
#include <stdio.h>
int main ()
{
 FILE * pFile;
 pFile = fopen ( "example.txt" , "wb" );
 fputs ( "This is an apple." , pFile );
 fseek ( pFile , 9 , SEEK_SET );
 fputs ( " sam" , pFile );
 fclose ( pFile );
 return 0;
}

获取指针位置

long int ftell ( FILE * stream );

stream：流

/* ftell example : getting size of a file */
#include <stdio.h>
int main ()
{
 FILE * pFile;
 long size;
 pFile = fopen ("myfile.txt","rb");
 if (pFile==NULL) 
 perror ("Error opening file");
 else
 {
 fseek (pFile, 0, SEEK_END); // non-portable
 size=ftell (pFile);
 fclose (pFile);
 printf ("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n",size);
 }
 return 0;
}

文件指针移到开始处

void rewind( FILE *stream );

stream：流

清除文件错误标志

void clearerr( FILE *stream );

stream：流

文件流是否读到了文件尾

int feof( FILE *stream );

stream：流

重命名文件

int rename ( const char * oldname, const char * newname );

oldname：原名
newname：新名

删除文件

int remove ( const char * filename );

filename：文件的路径