九、文件操作

本章专题脉络

1、文件和流的介绍

文件，对我们并不陌生，文件是数据源（保存数据的地方）的一种，比如大家经常使用的word文档，txt文件，excel文件，avi文件...都是文件。文件最主要的作用就是保存数据，它既可以保存一张图片，也可以保持视频，声音...

C程序中，对于文件中数据的输入/输出操作以“流(stream)” 的方式进行，可以看做是一种数据的流动。

输入流：数据从数据源(比如:文件)到程序(或内存)的流动过程。

输出流：数据从程序(或内存)到数据源(比如:文件)的流动过程。

2、C 输入 & 输出

• 当我们提到输入时，这意味着要向程序(或内存)中写入一些数据。输入的数据来源可以是从键盘中、从文件中或从网络中。C 语言提供了一系列内置的函数来读取给定的输入，并根据需要写入到程序中。

• 当我们提到输出时，这意味着要在屏幕上、打印机上或任意文件中显示(或保存)一些数据。同样，C 语言提供了一系列内置的函数来输出数据到指定的载体上。

2.1 标准文件I/O

C 语言把所有的设备都当作文件。所以设备（比如显示器）被处理的方式与文件相同。以下三个文件会在程序执行时自动打开，以便访问键盘和屏幕。

文件指针是访问文件的方式，我们会讲解如何从屏幕读取值以及如何把结果输出到屏幕上。

2.2 scanf()和printf()函数

C 语言中的 I/O （输入/输出）通常使用printf() 和scanf() 两个函数。

• int scanf(const char *format, ...) 函数从标准输入流 stdin 读取输入，并根据提供的 format 来浏览输入。
• int printf(const char *format, ...) 函数把输出写入到标准输出流 stdout ，并根据提供的格式产生输出。

其中，format 可以是一个简单的常量字符串，但是您可以分别指定 %s、%d、%c、%f 等来输出或读取字符串、整数、字符或浮点数。如需了解完整的细节，可以查看这些函数的参考手册。

举例1：将内容输出到屏幕

#include <stdio.h>	// 执行printf() 函数需要该库

int main(){
    printf("hello"); //显示引号中的内容
    return 0;
}

举例2：

#include <stdio.h>

int main( ) {

  char str[100];
  int i;

  printf( "Enter a value :");
  scanf("%s %d", str, &i);

  printf( "\nYou entered: %s %d ", str, i);
  printf("\n");
  
  return 0;
}

2.3 getchar()和putchar() 函数

• int getchar(void) 函数从屏幕读取下一个可用的字符，并把它返回为一个整数。这个函数在同一个时间内只会读取一个单一的字符。您可以在循环内使用这个方法，以便从屏幕上读取多个字符。

• int putchar(int c)函数把字符输出到屏幕上，并返回相同的字符。这个函数在同一个时间内只会输出一个单一的字符。您可以在循环内使用这个方法，以便在屏幕上输出多个字符。

举例：程序会读取一个单一的字符

#include <stdio.h> 

int main( ){
    int c;
    printf( "Enter a value :"); 
    c = getchar();
    
    printf( "\nYou entered: ");
    putchar(c);
    printf("\n");

    return 0;
}

2.4 gets()和puts() 函数

• char *gets(char *s) 函数从stdin读取一行到 s 所指向的缓冲区，直到一个终止符或EOF。

• int puts(const char *s) 函数把字符串s 和一个尾随的换行符写入到stdout。

举例：程序读取一整行直到该行结束。

#include <stdio.h>

int main( ){
    char str[100];
    
    printf( "Enter a value :"); 
    gets(str);
    
    printf( "\nYou entered: "); 
	puts( str );

    return 0;
}

3、C 文件的读写

一个文件，无论它是文本文件还是二进制文件，都是代表了一系列的字节。C 语言不仅提供了访问顶层的函数，也提供了底层调用来处理存储设备上的文件。

3.1 创建/打开文件

使用 fopen( ) 函数来创建一个新的文件或者打开一个已有的文件，这个调用会初始化类型 FILE 的一个对象，类型 FILE 包含了所有用来控制流的必要的信息。

函数原型：

FILE *fopen( const char * filename e, const char * mode );

说明：在这里，filename是字符串，用来命名文件；访问模式mode的值可以是下列值中的一个。

第1波：

第2波：

技巧：这些访问模式字符串可以根据需要进行组合使用。例如，"r+" 表示读写，"r+b" 表示读写(二进制)。

注意：如果处理的是二进制文件（图片，视频..），则需使用下面的访问模式： "rb", "wb", "ab", "rb+", "r+b", "wb+", "w+b", "ab+", "a+b" 。

3.2 关闭文件

使用完文件后（读，写），一定要将该文件关闭。

关闭文件，使用fclose( ) 函数。

函数原型：

int fclose( FILE *fp );

• 如果成功关闭文件，fclose( ) 函数返回零。此时，会清空缓冲区中的数据，关闭文件，并释放用于该文件的所有内存。
• 如果关闭文件时发生错误，函数返回 EOF。EOF 是一个定义在头文件 stdio.h 中的常量。

3.3 写入文件

C 标准库提供了各种函数来按字符或者以固定长度字符串的形式读/写文件。

1）fputc 函数

函数原型：

int fputc( int c, FILE *fp );

说明：

函数 fputc() 把参数c 的字符值写入到fp 所指向的输出流中。如果写入成功， 它会返回写入的字符，如果发生错误，则会返回 EOF。

2）fputs 函数

函数原型：

int fputs( const char *s, FILE *fp );

说明：

函数fputs() 把字符串 s 写入到 fp 所指向的输出流中。如果写入成功，它会返回一个非负值，如果发生错误，则会返回 EOF。

3）fprintf 函数

函数原型：

int fprintf(FILE *fp,cons t char *format, ...);

功能与fputs()类似，将一个字符串写入到文件中。

举例：

#include <stdio.h>

int main() {

    //创建一个文件指针
    FILE *fp = NULL;

    //打开该文件
    fp = fopen("d:/hello.txt", "w+"); //w+模式是:如果文件已存在，则截断文件为零长度。
    //fp = fopen("d:/hello.txt", "a+"); //a+模式是:如果文件已存在，则将写入的数据追加到文件末尾。

    //将内容写入到文件中
    fputs("你好，北京！！\n", fp);
    fprintf(fp, "你好，世界！！\n");

    //关闭文件！如果不关闭 ，我们的内容没有保存到文件中!
    fclose(fp);

    printf("创建，写入信息完成");

    return 0;
}

3.4 读取文件

1）fgetc 函数

函数原型：

int fgetc( FILE * fp );

说明：

fgetc() 函数从fp 所指向的输入文件中读取一个字符。返回值是读取的字符， 如果发生错误则返回 EOF。

2）fscanf 函数

函数原型：

int fscanf(FILE *fp, const char *format, ...)

说明：

使用 fscanf() 函数从文件中读取格式化的数据，比如整数、浮点数等各种类型的数据。format 参数指定了数据的格式，后面的参数是用于存储读取数据的变量。

如果使用 fscanf() 函数从文件中读取字符串，会在遇到第一个空白字符（空格、制表符、换行符等）时，停止读取，之后的内容会被忽略。

如果函数成功读取了一些数据并按照指定格式存储到相应的变量中，它会返回成功读取的参数个数。或者在读取失败或文件结束时返回 EOF。

3）fgets 函数

函数原型：

char *fgets( char *buf, int n, FILE *fp );

说明：

此函数按行读取数据，它从文件中读取一行数据（包括换行符 '\n'），并将这一行的内容存储到指定的缓冲区中。参数中 buf 是用于存储读取的文本的缓冲区，n 是缓冲区的大小，fp 是文件指针。

如果成功读取，返回参数 buf，即读取到的字符串的首地址。如果到达文件末尾或者读取失败，返回NULL。

举例：

#include <stdio.h>

int main() {

    //创建一个文件指针
    FILE *fp = NULL;
    //定义一个缓冲区
    char buff[1024];

    //打开文件
    fp = fopen("d:/hell.txt", "r");
    //方法1
    //fscanf(fp, "%s", buff);
    ////输出
    //printf("%s\n", buff);

    //方法2 读取整个文件
    //说明，循环读取fp指向的文件内容，如果读到NULL,就结束

    while (fgets(buff, 1024, fp) != NULL) {
        printf("%s", buff);
    }

    //关闭文件
    fclose(fp);

    return 0;
}