10.2文件的打开和关闭
10.2.1 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。
typedef struct
{
short level; //缓冲区"满"或者"空"的程度
unsigned flags; //文件状态标志
char fd; //文件描述符
unsigned char hold; //如无缓冲区不读取字符
short bsize; //缓冲区的大小
unsigned char *buffer;//数据缓冲区的位置
unsigned ar; //指针，当前的指向
unsigned istemp; //临时文件，指示器
short token; //用于有效性的检查
}FILE;
FILE是系统使用typedef定义出来的有关文件信息的一种结构体类型，结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。
声明FILE结构体类型的信息包含在头文件“stdio.h”中，一般设置一个指向FILE类型变量的指针变量，然后通过它来引用这些FILE类型变量。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。
C语言中有三个特殊的文件指针由系统默认打开，用户无需定义即可直接使用:
- stdin： 标准输入，默认为当前终端（键盘），我们使用的scanf、getchar函数默认从此终端获得数据。
- stdout：标准输出，默认为当前终端（屏幕），我们使用的printf、puts函数默认输出信息到此终端。
- stderr：标准出错，默认为当前终端（屏幕），我们使用的perror函数默认输出信息到此终端。
文件指针
10.2.2 文件的打开
任何文件使用之前必须打开：
#include <stdio.h>
FILE * fopen(const char * filename, const char * mode);
功能：打开文件
参数：
filename：需要打开的文件名，根据需要加上路径
mode：打开文件的模式设置
返回值：
成功：文件指针
失败：NULL
第一个参数的几种形式:
FILE *fp_passwd = NULL;
//相对路径：
//打开当前目录passdw文件：源文件(源程序)所在目录
FILE *fp_passwd = fopen("passwd.txt", "r");
//打开当前目录(test)下passwd.txt文件
fp_passwd = fopen(". / test / passwd.txt", "r");
//打开当前目录上一级目录（相对当前目录）passwd.txt文件
fp_passwd = fopen(".. / passwd.txt", "r");
//绝对路径：
//打开C盘test目录下一个叫passwd.txt文件
fp_passwd = fopen("c:/test/passwd.txt","r");
第二个参数的几种形式(打开文件的方式)：
打开模式
含义
- r或rb:以只读方式打开一个文本文件（不创建文件，若文件不存在则报错）
- w或wb:以写方式打开文件(如果文件存在则清空文件，文件不存在则创建一个文件)
- a或ab:以追加方式打开文件，在末尾添加内容，若文件不存在则创建文件
- r+或rb+:以可读、可写的方式打开文件(不创建新文件)
- w+或wb+:以可读、可写的方式打开文件(如果文件存在则清空文件，文件不存在则创建一个文件)
注意：
- b是二进制模式的意思，b只是在Windows有效，在Linux用r和rb的结果是一样的
- Unix和Linux下所有的文本文件行都是\n结尾，而Windows所有的文本文件行都是\r\n结尾
- 在Windows平台下，以“文本”方式打开文件，不加b：
- 当读取文件的时候，系统会将所有的 "\r\n" 转换成 "\n"
- 当写入文件的时候，系统会将 "\n" 转换成 "\r\n" 写入
- 以"二进制"方式打开文件，则读写都不会进行这样的转换
- 在Unix/Linux平台下，“文本”与“二进制”模式没有区别，"\r\n" 作为两个字符原样输入输出
- 注意: 打开的选项只有带r的选项,如果文件不存在,则不创建文件
带w选项的,打开时会清空文件
fopen的返回值: 如果成功返回FILE结构体地址,失败返回NULL
返回的文件流指针标识了打开的那个文件
int main(void)
{
FILE *fp = NULL;
// "\\"这样的路径形式，只能在windows使用
// "/"这样的路径形式，windows和linux平台下都可用，建议使用这种
// 路径可以是相对路径，也可是绝对路径
fp = fopen("../test", "w");
//fp = fopen("..\\test", "w");
if (fp == NULL) //返回空，说明打开失败
{
//perror()是标准出错打印函数，能打印调用库函数出错原因
perror("open");
return -1;
}
return 0;
}
10.2.3 文件的关闭
任何文件在使用后应该关闭：
- 打开的文件会占用内存资源，如果总是打开不关闭，会消耗很多内存
- 一个进程同时打开的文件数是有限制的，超过最大同时打开文件数，再次调用fopen打开文件会失败
- 如果没有明确的调用fclose关闭打开的文件，那么程序在退出的时候，操作系统会统一关闭。
#include <stdio.h>
int fclose(FILE * stream);
功能：关闭先前fopen()打开的文件。此动作让缓冲区的数据写入文件中，并释放系统所提供的文件资源。
参数：
stream：文件指针
返回值：
成功：0
失败：-1
FILE * fp = NULL;
fp = fopen("abc.txt", "r");
fclose(fp);
-
5 vs中. 当前./相对路径问题:
-
1 如果直接在vs中调试运行: 相对路径相对的是工程文件
-
2 如果手动运行,.exe文件.相对路径相对的是可执行文件
-
6 设备文件
- stdin
- stdout
- stderr
10.3文件的顺序读写
10.3.1 fputc()
1）写文件
#include <stdio.h>
int fputc(int ch, FILE * stream);
功能：将ch转换为unsigned char后写入stream指定的文件中
参数：
ch：需要写入文件的字符
stream：文件指针
返回值：
成功：成功写入文件的字符
失败：返回-1
char buf[] = "this is a test for fputc";
int i = 0;
int n = strlen(buf);
for (i = 0; i < n; i++)
{
//往文件fp写入字符buf[i]
int ch = fputc(buf[i], fp);
printf("ch = %c\n", ch);
}
2）文件结尾
在C语言中，EOF表示文件结束符(end of file)。在while循环中以EOF作为文件结束标志，这种以EOF作为文件结束标志的文件，必须是文本文件。在文本文件中，数据都是以字符的ASCII代码值的形式存放。我们知道，ASCII代码值的范围是0~127，不可能出现-1，因此可以用EOF作为文件结束标志。
#define EOF (-1)
当把数据以二进制形式存放到文件中时，就会有-1值的出现，因此不能采用EOF作为二进制文件的结束标志。为解决这一个问题，ANSI C提供一个feof函数，用来判断文件是否结束。feof函数既可用以判断二进制文件又可用以判断文本文件。
#include <stdio.h>
int feof(FILE * stream);
功能：检测是否读取到了文件结尾。判断的是最后一次“读操作的内容”，不是当前位置内容(上一个内容)。
参数：
stream：文件指针
返回值：
非0值：已经到文件结尾
0：没有到文件结尾
10.3.2 fgetc()
### 3）读文件
#include <stdio.h>
int fgetc(FILE * stream);
功能：从stream指定的文件中读取一个字符
参数：
stream：文件指针
返回值：
成功：返回读取到的字符
失败：-1
char ch;
#if 0
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF)
{
printf("%c", ch);
}
printf("\n");
#endif
while (!feof(fp)) //文件没有结束，则执行循环
{
ch = fgetc(fp);
printf("%c", ch);
}
printf("\n");
强化训练：实现vi、cat命令
10.3.2按照行读写文件fgets、fputs
10.3.3 fputs()
1）写文件
#include <stdio.h>
int fputs(const char * str, FILE * stream);
功能：将str所指定的字符串写入到stream指定的文件中，字符串结束符 '\0' 不写入文件。
参数：
str：字符串
stream：文件指针
返回值：
成功：0
失败：-1
char *buf[] = { "123456\n", "bbbbbbbbbb\n", "ccccccccccc\n" };
int i = 0;
int n = 3;
for (i = 0; i < n; i++)
{
int len = fputs(buf[i], fp);
printf("len = %d\n", len);
}
10.3.4 fgets()
#include <stdio.h>
char * fgets(char * str, int size, FILE * stream);
功能：从stream指定的文件内读入字符，保存到str所指定的内存空间，直到出现换行字符、读到文件结尾或是已读了size - 1个字符为止，最后会自动加上字符 '\0' 作为字符串结束。
参数：
str：字符串
size：指定最大读取字符串的长度（size - 1）
stream：文件指针
返回值：
成功：成功读取的字符串
读到文件尾或出错： NULL
char buf[100] = 0;
while (!feof(fp)) //文件没有结束
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
char *p = fgets(buf, sizeof(buf), fp);
if (p != NULL)
{
printf("buf = %s", buf);
}
}
3）强化训练：文件版四则运算
有个文件大小不确定，每行内容都是一个四则运算表达式，还没有算出结果，写一个程序，自动算出其结果后修改文件。
10.3.3按照格式化文件fprintf、fscanf
10.3.5 fprintf()
1）写文件
#include <stdio.h>
int fprintf(FILE * stream, const char * format, ...);
功能：根据参数format字符串来转换并格式化数据，然后将结果输出到stream指定的文件中，指定出现字符串结束符 '\0' 为止。
参数：
stream：已经打开的文件
format：字符串格式，用法和printf()一样
返回值：
成功：实际写入文件的字符个数
失败：-1
fprintf(fp, "%d %d %d\n", 1, 2, 3);
10.3.6 fscanf()
读文件
#include <stdio.h>
int fscanf(FILE * stream, const char * format, ...);
功能：从stream指定的文件读取字符串，并根据参数format字符串来转换并格式化数据。
参数：
stream：已经打开的文件
format：字符串格式，用法和scanf()一样
返回值：
成功：参数数目，成功转换的值的个数
失败： - 1
int a = 0;
int b = 0;
int c = 0;
fscanf(fp, "%d %d %d\n", &a, &b, &c);
printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
强化训练：文件版排序
10.3.4按照块读写文件fread、fwrite
10.3.7 fwrite()
1）写文件
#include <stdio.h>
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
功能：以数据块的方式给文件写入内容
参数：
ptr：准备写入文件数据的地址
size： size_t 为 unsigned int类型，此参数指定写入文件内容的块数据大小
nmemb：写入文件的块数，写入文件数据总大小为：size * nmemb
stream：已经打开的文件指针
返回值：
成功：实际成功写入文件数据的块数目，此值和 nmemb 相等
失败：0
typedef struct Stu
{
char name[50];
int id;
}Stu;
Stu s[3];
int i = 0;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
sprintf(s[i].name, "stu%d%d%d", i, i, i);
s[i].id = i + 1;
}
int ret = fwrite(s, sizeof(Stu), 3, fp);
printf("ret = %d\n", ret);
10.3.8 fread()
2）读文件
#include <stdio.h>
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
功能：以数据块的方式从文件中读取内容
参数：
ptr：存放读取出来数据的内存空间
size： size_t 为 unsigned int类型，此参数指定读取文件内容的块数据大小
nmemb：读取文件的块数，读取文件数据总大小为：size * nmemb
stream：已经打开的文件指针
返回值：
成功：实际成功读取到内容的块数，如果此值比nmemb小，但大于0，说明读到文件的结尾。
失败：0
typedef struct Stu
{
char name[50];
int id;
}Stu;
Stu s[3];
int ret = fread(s, sizeof(Stu), 3, fp);
printf("ret = %d\n", ret);
int i = 0;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
printf("s = %s, %d\n", s[i].name, s[i].id);
}
10.4 文件的随机读写
fseek
#include <stdio.h>
long ftell(FILE *stream);
功能：获取文件流（文件光标）的读写位置。
参数：
stream：已经打开的文件指针
返回值：
成功：当前文件流（文件光标）的读写位置
失败：-1
rewind
#include <stdio.h>
void rewind(FILE *stream);
功能：把文件流（文件光标）的读写位置移动到文件开头。
参数：
stream：已经打开的文件指针
返回值：
无返回值
typedef struct Stu
{
char name[50];
int id;
}Stu;
//假如已经往文件写入3个结构体
//fwrite(s, sizeof(Stu), 3, fp);
Stu s[3];
Stu tmp;
int ret = 0;
//文件光标读写位置从开头往右移动2个结构体的位置
fseek(fp, 2 * sizeof(Stu), SEEK_SET);
//读第3个结构体
ret = fread(&tmp, sizeof(Stu), 1, fp);
if (ret == 1)
{
printf("[tmp]%s, %d\n", tmp.name, tmp.id);
}
//把文件光标移动到文件开头
//fseek(fp, 0, SEEK_SET);
rewind(fp);
ret = fread(s, sizeof(Stu), 3, fp);
printf("ret = %d\n", ret);
int i = 0;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
printf("s === %s, %d\n", s[i].name, s[i].id);
}
ftell
