C语言复习：文件操作

文件操作专题

C语言文件读写概念

文件分类

• 按文件的逻辑结构：
  • 记录文件：由具有一定结构的记录组成（定长和不定长）
  • 流式文件：由一个个字符（字节）数据顺序组成
• 按存储介质：
  • 普通文件：存储介质文件（磁盘、磁带等）
  • 设备文件：非存储介质（键盘、显示器、打印机等）
• 按数据的组织形式：
  • 文本文件： ASCII文件，每个字节存放一个字符的ASCII码
  • 二进制文件：数据按其在内存中的存储形式原样存放

• 每个文件都以文件名为标识，I/O设备的文件名是系统定义的，如：
• COM1或AUX——第一串行口，附加设备
• COM2——第二串行口，此外，还可能有COM3、COM4等
• CON——控制台（console），键盘（输入用）或显示器（输出用）
• LPT1或PRN——第一并行口或打印机
• LPT2——第二并行口，还可能有LPT3等
• NUL——空设备 （不是NULL）
• 磁盘文件可以由用户自己命名，但上述被系统（windows和dos下均是如此）保留的设备名字不能用作文件名，如不能把一个文件命名为CON（不带扩展名）或CON.TXT（不带扩展名）。

• 流概念：
• 流是一个动态的概念，可以将一个字节形象地比喻成一滴水，字节在设备、文件和程序之间的传输就是流，类似于水在管道中的传输，可以看出，流是对输入输出源的一种抽象，也是对传输信息的一种抽象。通过对输入输出源的抽象，屏蔽了设备之间的差异，使程序员能以一种通用的方式进行存储操作，通过对传输信息的抽象，使得所有信息都转化为字节流的形式传输，信息解读的过程与传输过程分离。
• C语言中，I/O操作可以简单地看作是从程序移进或移出字节，这种搬运的过程便称为流(stream)。程序只需要关心是否正确地输出了字节数据，以及是否正确地输入了要读取字节数据，特定I/O设备的细节对程序员是隐藏的。

• 文件处理方法
• 缓冲文件系统：高级文件系统，系统自动为正在使用的文件开辟内存缓冲区
• 非缓冲文件系统：低级文件系统，由用户在程序中为每个文件设定缓冲区
• 
• 缓冲文件系统理解：文件句柄
• 
• 补充一个：查看当前系统的IO缓冲区大小是通过宏BUFSIZ，stdio.h中找，可以看到大小。

 

文件操作API

文件api的分类

1. 文件读写api

fgetc int fgetc( FILE *stream ); fputc int fputc( int ch, FILE *stream );	按照字符读写文件	char c; FILE fd;	ch=fgetc(fd); fd=fputc(c,fd); //假设fd已经被读写方式打开	fputc()会返回写入成功的字符, 若返回EOF(-1) 则代表写入失败 getc()会返回读取到的字符, 若返回EOF 则表示到了文件尾.
fputs int fputs( const char *str, FILE *stream ); fgets char *fgets( char *str, int num, FILE *stream );	按照行读写文件 （读写配置文件）	char ch[1024]; fgets(ch,sizeof(ch),fd) fputs(ch,fd);		fgets()成功，则返回第一个参数str,失败返回NULL; fputs()成功返回写入的字符数；失败返回EOF
fread int fread( void *buffer, size_t size, size_t num, FILE *stream ); fwirte int fwrite( const void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );	按照块读写文件 （大数据块迁移）	fread(ch,sizeof(char),sizeof(ch)-1,fd); fwrite(ch,sizeof(char),sizeof(ch)-1,fd);		返回值：返回实际写入的数据块数目(参数3)；若是返回值大于参数3，则发生错误。 我尝试过利用fread函数赋值二维数组,但是失败了.
fprintf int fprintf( FILE *stream, const char *format, ... ); fscanf int fscanf( FILE *stream, const char *format, ... );	按照格式化进行读写文件	fprintf(fd,"%s",ch); fscanf(fd,"%c",c)		成功返回工作的数目;失败返回负数

 

    02）文件控制api    

        文件是否结束

        文件指针的定位、跳转

        fseek(fp, 0L, SEEK_END); //把文件指针从0位置开始，移动到文件末尾(宏的作用)，那个0L是将0转化为long型

            宏:
偏移起始位置：文件头0(SEEK_SET)，当前位置1(SEEK_CUR)，文件尾2(SEEK_END)

            //获取文件长度;

        得到文件位置指针当前位置相对于文件首的偏移字节数。

        length = ftell(fp);

        fseek(fp, 0L, SEEK_SET);

标准文件的读写

1.文件的打开fopen()

文件的打开操作表示将给用户指定的文件在内存分配一个FILE结构区，并将该结构的指针返回给用户程序，以后用户程序就可用此FILE指针来实现对指定文件的存取操作了。当使用打开函数时，必须给出文件名、文件操作方式(读、写或读写),如果该文件名不存在，就意味着建立(只对写文件而言，对读文件则出错)，并将文件指针指向文件开头。若已有一个同名文件存在，则删除该文件，若无同名文件，则建立该文件，并将文件指针指向文件开头。

fopen(char *filename,char *type);

其中*filename是要打开文件的文件名指针，一般用双引号括起来的文件名表示，也可使用双反斜杠隔开的路径名。而*type参数表示了对打开文件的操作方式。其可采用的操作方式如下：

 

方式 含义

"r" 打开，只读

"w" 打开，文件指针指到头，只写

"a" 打开，指向文件尾，在已存在文件中追加

"rb" 打开一个二进制文件，只读

"wb" 打开一个二进制文件，只写

"ab" 打开一个二进制文件，进行追加

"r+" 以读/写方式打开一个已存在的文件

"w+" 以读/写方式建立一个新的文本文件

"a+" 以读/写方式打开一个文件文件进行追加

"rb+" 以读/写方式打开一个二进制文件

"wb+" 以读/写方式建立一个新的二进制文件

"ab+" 以读/写方式打开一个二进制文件进行追加

 

当用fopen()成功的打开一个文件时，该函数将返回一个FILE指针，如果文件打开失败，将返回一个NULL指针。如想打开test文件，进行写：

 

FILE *fp;//声明指针,而不是实例.

if((fp=fopen("test","w"))==NULL)

{

printf("File cannot be opened\n");

exit();

}

else

printf("File opened for writing\n");

……

fclose(fp);

 

    DOS操作系统对同时打开的文件数目是有限制的，缺省值为5，可以通过修改CONFIG.SYS文件改变这个设置。

 

2.关闭文件函数fclose()

文件操作完成后，必须要用fclose()函数进行关闭，这是因为对打开的文件进行写入时，若文件缓冲区的空间未被写入的内容填满，这些内容不会写到打开的文件中去而丢失。只有对打开的文件进行关闭操作时，停留在文件缓冲区的内容才能写到该文件中去，从而使文件完整。再者一旦关闭了文件，该文件对应的FILE结构将被释放，从而使关闭的文件得到保护，因为这时对该文件的存取操作将不会进行。文件的关闭也意味着释放了该文件的缓冲区。

int fclose(FILE *stream);

它表示该函数将关闭FILE指针对应的文件，并返回一个整数值。若成功地关闭了文件，则返回一个0值，否则返回一个非0值。常用以下方法进行测试：

 

if(fclose(fp)!=0)

{

printf("File cannot be closed\n");

exit(1);

}

else

printf("File is now closed\n");

 

当打开多个文件进行操作，而又要同时关闭时，可采用fcloseall()函数，它将关闭所有在程序中打开的文件。

int fcloseall();//关闭除标准流（stdin、stdout、stderr、stdprn、stdaux）之外的所有打开的流，刷新所有的流缓冲区，并返回关闭的流数。

该函数将关闭所有已打开的文件，将各文件缓冲区未装满的内容写到相应的文件中去，接着释放这些缓冲区，并返回关闭文件的数目。如关闭了4个文件，则当执行：

n=fcloseall(); 时，n应为4。

 

3.文件的读写

(1).读写文件中字符的函数(一次只读写文件中的一个字符)：

 

int fgetc(FILE *stream);

int fgetchar(void);

int fputc(int ch,FILE *stream);

int fputchar(int ch);

int getc(FILE *stream);

int putc(int ch,FILE *stream);

其中fgetc()函数将把由流指针指向的文件中的一个字符读出，例如：

ch=fgetc(fp);

将把流指针fp指向的文件中的一个字符读出，并赋给ch，当执行fgetc()函数时，若当时文件指针指到文件尾，即遇到文件结束标志EOF(其对应值为-1)，该函数返回一个-1给ch，在程序中常用检查该函数返回值是否为-1来判断是否已读到文件尾，从而决定是否继续。

 

#include "stdio.h"

main()

{

    FILE *fp;

    char ch;

    if((fp=fopen("myfile.tex","r"))==NULL)

    {

        printf("file cannot be opened\n");

        exit(1);

    
 

    while((ch=fgetc(fp))!=EOF) fputc(ch,stdout);

    close(fp);

}

 

该程序以只读方式打开myfile.txt文件，在执行while循环时，文件指针每循环一次后移一个字符位置。用fgetc()函数将文件指针指定的字符读到ch变量中，然后用fputc()函数在屏幕上显示，当读到文件结束标志EOF时，变关闭该文件。

上面的程序用到了fputc()函数，该函数将字符变量ch的值写到流指针指定的文件中去，由于流指针用的是标准输出(显示器)的FILE指针stdout，故读出的字符将在显示器上显示。又比如：

putc(ch,fp);

该函数执行结构，将把ch表示的字符送到流指针fp指向的文件中去。

在Turbo C编译器中，putc()等价于fput(),getc()等价于fgetc()。putchar(c)相当于fputc(c,stdout)；getchar()相当于fgetc(stdin)。

注意，这里使用char ch,其实是不科学的，因为最后判断结束标志时，是看ch!=EOF,而EOF的值为-1，这显然和char是不能比较的。所以，某些使用，我们都定义成int ch。

(2).读写文件中字符串的函数

 

char *fgets(char *string,int n,FILE *stream);

char *gets(char *s);

int fprintf(FILE *stream,char *format,variable-list);

int fputs(char *string,FILE *stream);

int fscanf(FILE *stream,char *format,variable-list);

其中fgets()函数将把由流指针指定的文件中n-1个字符，读到由指针stream指向的字符数组中去，例如：

fgets(buffer,9,fp);

将把fp指向的文件中的8个字符读到buffer内存区，buffer可以是定义的字符数组，也可以是动态分配的内存区。

注意，fgets()函数读到'\n'就停止，而不管是否达到数目要求。同时在读取字符串的最后加上'\0'。

fgets()函数执行完以后，返回一个指向该串的指针。如果读到文件尾或出错，则均返回一个空指针NULL，所以长用feof()函数来测定是否到了文件尾或者是ferror()函数来测试是否出错，例如下面的程序用fgets()函数读test.txt文件中的第一行并显示出来：

 

#include "stdio.h"

main()

{

    FILE *fp;

    char str[128];

    if((fp=fopen("test.txt","r"))==NULL)

    {

        printf("cannot open file\n");

        exit(1);

    }

    while(!feof(fp))

    {

        if(fgets(str,128,fp)!=NULL) printf("%s",str);

    }

    fclose(fp);

}

gets()函数执行时，只要未遇到换行符或文件结束标志，将一直读下去。因此读到什么时候为止，需要用户进行控制，否则可能造成存储区的溢出。因此被认为不安全，逐渐不使用它。

fputs()函数想指定文件写入一个由string指向的字符串，'\0'不写入文件。

fprintf()和fscanf()同printf()和scanf()函数类似，不同之处就是printf()函数是想显示器输出，fprintf()则是向流指针指向的文件输出；fscanf()是从文件输入。

 

下面程序是向文件test.dat里输入一些字符：

 

#include<stdio.h>

main()

{

char *s="That's good news";

int i=617;

FILE *fp;

fp=fopne("test.dat", "w");

fputs("Your score of TOEFLis",fp);

fputc(':', fp);

fprintf(fp, "%d\n", i);

fprintf(fp, "%s", s);

fclose(fp);

}

用DOS的TYPE命令显示TEST.DAT的内容如下所示:

屏幕显示

Your score of TOEFL is: 617

That's good news

 

下面的程序是把上面的文件test.dat里的内容在屏幕上显示出来：

#include<stdio.h>

main()

{

char *s, m[20];

int i;

FILE *fp;

fp=fopen("test.dat", "r");

fgets(s, 24, fp);

printf("%s", s);

fscanf(fp, "%d", &i);

printf("%d", i);

putchar(fgetc(fp));

fgets(m, 17, fp);

puts(m);

fclose(fp);

getch();

}

运行后屏幕显示:

Your score of TOEFL is: 617

That's good news

 

4.清除和设置文件缓冲区

(1).清除文件缓冲区函数：

int fflush(FILE *stream);

int flushall();

 

fflush()函数将清除由stream指向的文件缓冲区里的内容，常用于写完一些数据后，立即用该函数清除缓冲区，以免误操作时，破坏原来的数据。

flushall()将清除所有打开文件所对应的文件缓冲区。

(2).设置文件缓冲区函数

void setbuf(FILE *stream,char *buf);

void setvbuf(FILE *stream,char *buf,int type,unsigned size);

这两个函数将使得打开文件后，用户可建立自己的文件缓冲区，而不使用fopen()函数打开文件设定的默认缓冲区。

对于setbuf()函数，buf指出的缓冲区长度由头文件stdio.h中定义的宏BUFSIZ的值决定，缺省值为512字节（不同的系统不一样，我的Linux测试是8192字节，还有，他就是BUFSIZ，没有E字母）。当选定buf为空时，setbuf函数将使的文件I/O不带缓冲（直接读写文件）。而对setvbuf函数，则由malloc函数来分配缓冲区。参数size指明了缓冲区的长度(必须大于0),而参数type则表示了缓冲的类型，其值可以取如下值：

 

type 值 含义

    _IOFBF 文件全部缓冲，即缓冲区装满后，才能对文件读写

    _IOLBF 文件行缓冲，即缓冲区接收到一个换行符时，才能对文件读写

_IONBF 文件不缓冲，此时忽略buf,size的值，直接读写文件，不再经过文件缓冲区缓冲

 

5.文件的随机读写函数

前面介绍的文件的字符/字符串读写，均是进行文件的顺序读写，即总是从文件的开头开始进行读写。这显然不能满足我们的要求，C语言提供了移动文件指针和随机读写的函数，它们是：

(1).移动文件指针函数：

    long ftell(FILE *stream); 函数ftell()用来得到文件指针离文件开头的偏移量。当返回值是-1时表示出错。

    int rewind(FILE *stream); rewind()函数用于文件指针移到文件的开头，当移动成功时，返回0，否则返回一个非0值。

    fseek(FILE *stream,long offset,int origin); fseek()函数用于把文件指针以origin为起点移动offset个字节，其中origin指出的位置可有以下几种：

 

    origin 数值 代表的具体位置

 

SEEK_SET 0 文件开头

SEEK_CUR 1 文件指针当前位置

SEEK_END 2 文件尾

 

例如：

fseek(fp,10L,0);//0代表文件头

把文件指针从文件开头移到第10字节处，由于offset参数要求是长整型数，故其数后带L。

fseek(fp,-15L,2);//2代表文件尾

把文件指针从文件尾向前移动15字节。

 

(2).文件随机读写函数

 

int fread(void *ptr,int size,int nitems,FILE *stream);

int fwrite(void *ptr,int size,int nitems,FILE *stream);

 

fread()函数从流指针指定的文件中读取nitems个数据项，每个数据项的长度为size个字节，读取的nitems数据项存入由ptr指针指向的内存缓冲区中，在执行fread()函数时，文件指针随着读取的字节数而向后移动，最后移动结束的位置等于实际读出的字节数。该函数执行结束后，将返回实际读出的数据项数，这个数据项数不一定等于设置的nitems，因为若文件中没有足够的数据项，或读中间出错，都会导致返回的数据项数少于设置的nitems。当返回数不等于nitems时，可以用feof()或ferror()函数进行检查。

fwrite()函数从ptr指向的缓冲区中取出长度为size字节的nitems个数据项，写入到流指针stream指向的文件中，执行该操作后，文件指针将向后移动，移动的字节数等于写入文件的字节数目。该函数操作完成后，也将返回写入的数据项数。

 

非标准文件的读写

这类函数最早用于UNIX操作系统,ANSI标准未定义,但有时也经常用到,DOS 3.0以上版本支持这些函数。它们的头文件为io.h。

由于我们不常用这些函数，所以在这里就简单说一下。

1.文件的打开和关闭

open()函数的作用是打开文件,其调用格式为:

int open(char *filename, int access);

该函数表示按access的要求打开名为filename的文件,返回值为文件描述字,其中access有两部分内容:

基本模式和修饰符, 两者用" "("或")方式连接。修饰符可以有多个, 但基本模式只能有一个。

 

access的规定

--------------------------------------------------------

基本模式 含义 修饰符 含 义

--------------------------------------------------------

O_RDONLY 只读 O_APPEND 文件指针指向末尾

O_WRONLY 只写 O_CREAT 文件不存在时创建文件, 属性按基本模式属性

O_RDWR 读写 O_TRUNC 若文件存在, 将其长度缩为0, 属性不变

O_BINARY 打开一个二进制文件

O_TEXT 打开一个文字文件

---------------------------------------------------------

open()函数打开成功, 返回值就是文件描述字的值(非负值), 否则返回-1。

close()函数的作用是关闭由open()函数打开的文件, 其调用格式为:

int close(int handle);

该函数关闭文件描述字handle相连的文件。

 

2.读写函数

int read(int handle, void *buf, int count);

read()函数从handle(文件描述字)相连的文件中, 读取count个字节放到buf所指的缓冲区中,

返回值为实际所读字节数, 返回-1表示出错。返回0 表示文件结束。

 

write()函数的调用格式为:

int write(int handle, void *buf, int count);

write()函数把count个字节从buf指向的缓冲区写入与handle相连的文件中, 返回值为实际写入的字节数。

 

3.随机定位函数

lseek()函数的调用格式为:

int lseek(int handle, long offset, int fromwhere);

该函数对与handle相连的文件位置指针进行定位,功能和用法与fseek()函数相同。

 

tell()函数的调用格式为:

long tell(int handle);

该函数返回与handle相连的文件现生位置指针, 功能和用法与ftell()相同

注意点

文本文件： ASCII文件，每个字节存放一个字符的ASCII码

二进制文件：数据按其在内存中的存储形式原样存放

项目开发中参考fgets函数的实现方法

 

fgets(buf, bufMaxLen, fp);

对fgets函数来说，n必须是个正整数，表示从文件按中读出的字符数不超过n-1，存储到字符数组str中，并在末尾加上结束标志'\0'，换言之，n代表了字符数组的长度，即sizeof(str)。如果读取过程中遇到换行符或文件结束标志，读取操作结束。若正常读取，返回指向str代表字符串的指针，否则，返回NULL（空指针）。