1.为什么使用文件?
使用文件可以将数据直接存放在电脑的硬盘上,做到了数据的持久化。
2.什么是文件?
硬盘上的文件都是文件。但是在程序化设计中,我们一般谈到的文件有两种:程序文件、数据文件(从文件功能的角度来分类)。
2.1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)。
2.2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。比如程序运行时需要从中读取数据的文件,或者输出内容的文件。
2.3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,文件标识通常被称为文件名。
3.文件的打开和关闭
打开文件——读写(操作文件)——关闭文件
3.1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了一个相应的文件信息区,用来存放文件的相关信息(如文件的名字、文件状态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。该结构体类型是由系统声明的,取名FILE。
例如VS2013编译器提供的stdio.h头文件中有以下的文件类型声明:(VS2019封装了看不到,不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同,但是大同小异):
struct _iobuf
{char *_ptr;int _cnt;char *_base;int _flag;int _file;int _charbuf;int _bufsiz;char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;
每当打开一个文件时,系统会根据问你就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,这样使用起来更方便。
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(是一个结构体变量)。
通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。也就是说,通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。
3.2文件打开和关闭
在编写程序时,打开文件的同时,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规定使用fopen函数来打开文件,fclose来关闭文件。
int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w");return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r"); //(绝对路径/相对路径),绝对路径需要\\if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//读文件//···//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
如果该工程目录下有test.txt文件则不会报错信息。
文件使用方式 | 含义 | 如果指定文件不存在 |
---|---|---|
”r“(只读) | 为了输入数据,打开一个已经存在的文本文件 | 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 |
4.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 |
写一个字符:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//写文件fputc('a', pf);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//写文件char i = 0;for (i = 'a'; i <= 'z'; i++){fputc(i, pf);}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
读一个字符:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r"); if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//读文件int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch); //a//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r"); if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//读文件int ch = 0;while ((ch = fgetc(pf)) != EOF){printf("%c ", ch);}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
写一行数据:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//写一行数据fputs("hello bit", pf);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "a"); //追加if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//写一行数据fputs("hello bit", pf);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//写2行数据fputs("hello bit", pf);fputs("hello bit", pf); //没有\n在同一行//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w"); if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//写2行数据fputs("hello bit\n", pf);fputs("hello bit\n", pf); //关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
读一行数据:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r"); if (pf == NULL){//printf("%s\n", strerror(errno));perror("fopen");return 1;}//读一行数据char arr[20];fgets(arr, 5, pf); printf("%s\n", arr); //hell//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
自行练习。
struct S
{char arr[10];int age;float score;
};
int main()
{struct S s = {"zhangsan", 25, 50.5f};FILE* pf = fopen("test.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}fprintf(pf, "%s %d %f", s.arr, s.age, s.score);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>
struct S
{char arr[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(pf, "%s %d %f", s.arr, &(s.age), &(s.score));printf("%s %d %f", s.arr, s.age, s.score);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>
struct S
{char arr[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(pf, "%s %d %f", s.arr, &(s.age), &(s.score));//printf("%s %d %f", s.arr, s.age, s.score);fprintf(stdout, "%s %d %f", s.arr, s.age, s.score); fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
任何一个C程序,只要运行起来就会默认打开3个流:
FILE* stdin - 标准输入流(键盘)
FILE* stdout - 标准输出流(屏幕)
FILE* stderr - 标准错误流(屏幕)
struct S
{char arr[10];int age;float score;
};
int main()
{struct S s = {"zhangsan", 25, 50.5f};FILE* pf = fopen("test.txt", "wb"); //以二进制的形式写到文件中if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//以二进制的方式写fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>struct S
{char arr[10];int age;float score;
};
int main()
{struct S s = {0};FILE* pf = fopen("test.txt", "rb"); //以二进制的形式读到文件中if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}//以二进制的方式读fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);printf("%s %d %f\n", s.arr, s.age, s.score);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
4.1对比几组函数
scanf针对标准输入的格式化输入语句printf针对标准输出的格式化输出语句
fscanf针对所有输入流的格式化输入语句fprintf针对所有输出流的格式化输出语句
sscanf:从一个字符串中转换出一个格式化的数据。
sprintf:把一个格式化的数据写到字符串中,本质是把一个格式化的数据转换成字符串。
#include <stdio.h>struct S
{char arr[10];int age;float score;
};
int main()
{struct S s = {"zhangsan", 25, 50.5f};struct S tmp = {0};char buf[100] = {0};sprintf(buf, "%s %d %f", s.arr, s.age, s.score); //将s中的格式化数据转换成字符串放在buf中printf("字符串:%s\n", buf); //"zhangsan 20 55.500000"sscanf(buf, "%s %d %f", s.arr, &(s.age), &(s.score)); //从字符串buf中获取一个格式化数据到tmp中printf("格式化:%s %d %f\n", tmp.arr, tmp.age, tmp.score);return 0;
}
练习:文件版本的通讯录
//test.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include "contact.h"void menu()
{printf("*************************************************\n");printf("************1.add 2.del**********************\n");printf("************3.search 4.modify*******************\n");printf("************5.show 6.sort*********************\n");printf("************ 0.exit **********************\n");printf("*************************************************\n");
}
int main()
{int input = 0;Contact con; //通讯录InitContact(&con); //初始化通讯录do{menu();printf("请选择:>");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:AddContact(&con);break;case 2:DelContact(&con);break;case 3:SearchContact(&con);break;case 4:ModifyContact(&con);break;case 5:ShowContact(&con);break;case 6:SortContact(&con);break;case 0:SaveContact(&con);DestroyContact(&con); //动态版本,销毁通讯录printf("退出通讯录\n");break;default:printf("选择错误\n");break;}} while (input);return 0;
}
//contact.h
#pragma once#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>#define DEFAULT_SZ 3
#define INC_SZ 2#define MAX 100
#define MAX_NAME 20
#define MAX_SEX 10
#define MAX_TELE 12
#define MAX_ADDR 30//类型的声明
typedef struct PeoInfo //人的信息
{char name[MAX_NAME];int age;char sex[MAX_SEX];char tele[MAX_TELE];char addr[MAX_ADDR];
}PeoInfo;//静态版本
//typedef struct Contact //通讯录的信息
//{
// PeoInfo data[MAX]; //存放人的信息
// int count; //记录当前通讯录中实际人的个数
//}Contact;//动态版本
typedef struct Contact //通讯录的信息
{PeoInfo* data; //存放人的信息int count; //记录当前通讯录中实际人的个数int capacity;//记录当前通讯录的容量
}Contact;int InitContact(Contact* pc); //初始化通讯录void DestroyContact(Contact* pc); //动态版本,销毁通讯录void AddContact(Contact* pc); //添加联系人的通讯录void ShowContact(const Contact* pc); //打印通讯录的信息void DelContact(Contact* pc); //删除指定联系人void SearchContact(Contact* pc); //查找指定联系人void ModifyContact(Contact* pc); //修改指定联系人void SortContact(Contact* pc); //排序通讯录中的内容,可以按照名字来排序,按照年龄来排序···void SaveContact(const Contact* pc); //保存通讯录的信息到文件void LoadContact(Contact* pc); //加载文件的信息到通讯录中
//contact.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include "contact.h"//静态版本
//void InitContact(Contact* pc)
//{
// assert(pc);
// pc->count = 0;
// memset(pc->data, 0, sizeof(pc->data));
//}//动态版本
void CheckCapacity(Contact* pc)
{if (pc->count == pc->capacity){PeoInfo* ptr = (PeoInfo*)realloc(pc->data, (pc->capacity + INC_SZ)*sizeof(PeoInfo));if (ptr == NULL){printf("AddContact::%s\n", strerror(errno));return;}else{pc->data = ptr;pc->capacity += INC_SZ;printf("扩容成功\n");}}
}
void LoadContact(Contact* pc)
{FILE* pfRead = fopen("contact.txt", "rb");if (pfRead == NULL){perror("LoadContact");return;}PeoInfo tmp = {0};while (fread(&tmp, sizeof(PeoInfo), 1, pfRead) == 1){CheckCapacity(pc);pc->data[pc->count] = tmp;pc->count++;}fclose(pfRead);pfRead = NULL;
}
//动态版本
int InitContact(Contact* pc)
{assert(pc);pc->count = 0;pc->data = (PeoInfo*)calloc(3, sizeof(PeoInfo));if (pc->data == NULL){printf("InitContact::%s\n", strerror(errno));return 1;}pc->capacity = DEFAULT_SZ;//加载文件的信息到通讯录中LoadContact(pc);return 0;
}void DestroyContact(Contact* pc) //动态版本,销毁通讯录
{assert(pc);free(pc->data);pc->data = NULL;
}//静态版本
//void AddContact(Contact* pc)
//{
// assert(pc);
// if (pc->count == MAX)
// {
// printf("通讯录已满,无法添加\n");
// return;
// }
// printf("请输入名字:>");
// scanf("%s", pc->data[pc->count].name);
// printf("请输入年龄:>");
// scanf("%d", &(pc->data[pc->count].age));
// printf("请输入性别:>");
// scanf("%s", pc->data[pc->count].sex);
// printf("请输入电话:>");
// scanf("%s", pc->data[pc->count].tele);
// printf("请输入地址:>");
// scanf("%s", pc->data[pc->count].addr);
//
// pc->count++;
// printf("添加成功\n");
//}//动态版本void AddContact(Contact* pc)
{assert(pc);//扩容CheckCapacity(pc);printf("请输入名字:>");scanf("%s", pc->data[pc->count].name);printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(pc->data[pc->count].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", pc->data[pc->count].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", pc->data[pc->count].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", pc->data[pc->count].addr);pc->count++;printf("添加成功\n");
}void ShowContact(const Contact* pc)
{assert(pc);int i = 0;printf("%-20s\t%-5s\t%-5s\t%-12s\t%-30s\n", "名字", "年龄", "性别", "电话", "地址");for (i = 0; i < pc->count; i++){printf("%-20s\t%-5d\t%-5s\t%-12s\t%-30s\n", pc->data[i].name,pc->data[i].age,pc->data[i].sex,pc->data[i].tele,pc->data[i].addr);}
}static int FindByName(Contact* pc, char name[])
{assert(pc);int i = 0;for (i = 0; i < pc->count; i++){if (0 == strcmp(pc->data[i].name, name)){return i;}}return -1;
}void DelContact(Contact* pc)
{char name[MAX_NAME] = { 0 };assert(pc);int i = 0;if (pc->count == 0){printf("通讯录为空,没有信息可以删除\n");return;}printf("请输入要删除人的名字:>");scanf("%s", name);//删除//1.查找int pos = FindByName(pc, name);if (pos == -1){printf("要删除的人不存在\n");return;}//2.删除for (i = pos; i < pc->count - 1; i++){pc->data[i] = pc->data[i + 1];}pc->count--;printf("删除成功\n");}void SearchContact(Contact* pc)
{assert(pc);char name[MAX_NAME] = { 0 };printf("请输入要查找人的名字:>");scanf("%s", name);//1.查找int pos = FindByName(pc, name);if (pos == -1){printf("要查找的人不存在\n");return;}//2.打印printf("%-20s\t%-5s\t%-5s\t%-12s\t%-30s\n", "名字", "年龄", "性别", "电话", "地址");printf("%-20s\t%-5d\t%-5s\t%-12s\t%-30s\n", pc->data[pos].name,pc->data[pos].age,pc->data[pos].sex,pc->data[pos].tele,pc->data[pos].addr);}void ModifyContact(Contact* pc)
{assert(pc);char name[MAX_NAME] = { 0 };printf("请输入要修改人的名字:>");scanf("%s", name);//1.查找int pos = FindByName(pc, name);if (pos == -1){printf("要修改的人不存在\n");return;}printf("要修改的人的信息已经找到,接下来开始修改\n");//2.修改printf("请输入名字:>");scanf("%s", pc->data[pos].name);printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(pc->data[pos].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", pc->data[pos].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", pc->data[pos].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", pc->data[pos].addr);printf("修改成功\n");
}int cmp_peo_by_name(const void* e1, const void* e2)
{return strcmp(((PeoInfo*)e1)->name, ((PeoInfo*)e2)->name);
}
void SortContact(Contact* pc) //按照名字来排序
{assert(pc);qsort(pc->data, pc->count, sizeof(PeoInfo), cmp_peo_by_name);printf("排序成功\n");
}void SaveContact(const Contact* pc)
{assert(pc);FILE* pfWrite = fopen("contact.txt", "wb");if (pfWrite == NULL){perror("SaveContact");return;}//写文件(以二进制的形式写)int i = 0;for (i = 0; i < pc->count; i++){fwrite(pc->data+i, sizeof(PeoInfo), 1, pfWrite);}fclose(pfWrite);pfWrite = NULL;}
5.文件的随机读写
5.1fseek
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//读文件int ch = fgetc(pf); //aprintf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf); //bprintf("%c\n", ch);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//读文件,定位文件指针fseek(pf, 2, SEEK_SET);int ch = fgetc(pf); //cprintf("%c\n", ch);//fseek(pf, 2, SEEK_CUR);fseek(pf, -1, SEEK_END);ch = fgetc(pf); //fprintf("%c\n", ch);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
5.2ftell
long int ftell ( FILE * stream );
返回文件指针相对于起始位置的偏移量。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//读文件,定位文件指针fseek(pf, 2, SEEK_SET);int ch = fgetc(pf); //cprintf("%c\n", ch);printf("%d\n", ftell(pf)); //3//fseek(pf, 2, SEEK_CUR);fseek(pf, -1, SEEK_END);ch = fgetc(pf); //fprintf("%c\n", ch);printf("%d\n", ftell(pf)); //6//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
5.3rewind
void rewind ( FILE * stream );
让文件指针的位置回到文件的起始位置。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}//读文件,定位文件指针fseek(pf, 2, SEEK_SET);int ch = fgetc(pf); //cprintf("%c\n", ch);printf("%d\n", ftell(pf)); //3//fseek(pf, 2, SEEK_CUR);fseek(pf, -1, SEEK_END);ch = fgetc(pf); //fprintf("%c\n", ch);printf("%d\n", ftell(pf)); //6rewind(pf);ch = fgetc(pf); //aprintf("%c\n", ch);//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
6.文本文件和二进制文件
根据数据的组织形式,数据文件被称为文本文件或二进制文件。
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,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。
一个数据在内存中是怎样存储的呢?
字符一律以ASCII形式存储,数值型数据既可以以ASCII形式存储,也可以使用二进制形式存储。
如有整数10000,如果以ASCII码的形式输出到磁盘,则磁盘中占用5个字节(每个字符一个字节);而以二进制形式输出,则磁盘中只占4个字节。
#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10000;FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");fwrite(&a, 4, 1, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
7.文件读取结束的判定
7.1被错误使用的feof
牢记:在文件读取过程中,不能用feof函数的返回值直接用来判断文件是否结束。而是应用于当文件结束时,判断是读取失败结束,还是遇到文件尾结束。
文本文件读取是否结束。判断返回值是否为EOF(fgetc),或者NULL(fgets)。
二进制文件读取是否结束。判断返回值是否小于实际要读的个数(fread)。
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
8.文件缓冲区
ANSI C标准采用“缓冲文件系统”处理数据文件。所谓缓冲文件系统是指系统自动地在内存中为程序中每一个正在使用的文件开辟一块“文件缓冲区”。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓冲区,装满缓冲区后才一起送到磁盘上。如果从磁盘向计算机读入数据,则从磁盘文件中读取数据输入到内存缓冲区(充满缓冲区),然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区(程序变量等)。缓冲区的大小根据C编译系统决定。
验证文件缓冲区的存在:
结论:
因为有缓冲区的存在,C语言在操作文件时,需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束时关闭文件。如果不做,可能导致读写文件的问题。
总结
今天就暂且更新至此吧,期待下周再会。如有错误还请不吝赐教。希望对您学习有所帮助,翻页前留下你的支持,以防下次失踪了嗷。
作者更新不易,免费关注别手软。