C语言—文件基础
目錄
- 文件概述
- 文件的定義
- 文件的分類
- 文件類型指針
- 文件函數
- 文件的打開(fopen函數)
- 文件的關閉(fclose函數)
- 當前活動指針(ftell 函數)
- rewind()函數
- 設置當前位置(fseek 函數)
- 字符輸入輸出函數(fputc()和fgetc())
- fwrite()函數
- fread()函數
- 格式化讀寫函數(fprintf()和fscanf())
- putw()和getw()
- fgets函數
- fputs函數
- ferror函數(出錯的檢測)
- clearerr函數(出錯的檢測)
文件概述
文件的定義
所謂文件一般指存儲在外部介質(如磁盤磁帶)上數據的集合.
操作系統是以文件為單位對數據進行管理的.
文件的分類
①從操作系統的角度看，每一個與主機相連的輸入輸出設備看作是一個文件。
例：輸入文件：終端鍵盤
輸出文件：顯示屏和打印機
②從用戶觀點:
特殊文件(標準輸入輸出文件或標準設備文件)
普通文件(磁盤文件)
③按數據的組織形式:
ASCII文件(文本文件):每一個字節放一個ASCII代碼二進制文件:把內存中的數據按其在內存中的存儲形式原樣輸出到磁盤上存放.
例：整數10000在內存中的存儲形式以及分別按ASCII碼形式和二進制形式輸出如下圖所示：
ASCII文件和二進制文件的比較：
1、ASCII文件便于對字符進行逐個處理，也便于輸出字符。但一般占存儲空間較多，而且要花費轉換時間。
2、二進制文件可以節省外存空間和轉換時間，但一個字節并不對應一個字符，不能直接輸出字符形式。
3、一般中間結果數據需要暫時保存在外存上，以后又需要輸入內存的，常用二進制文件保存。
④文件的處理方法：
緩沖文件系統：系統自動地在內存區為每一個正在使用的文件開辟一個緩沖區。用緩沖文件系統進行的輸入輸出又稱為高級磁盤輸入輸出。
非緩沖文件系統：系統不自動開辟確定大小的緩沖區，而由程序為每個文件設定緩沖區。用非緩沖文件系統進行的輸入輸出又稱為低級輸入輸出系統。
文件類型指針
在緩沖文件系統中,每個被使用的文件都要在內存中開辟一FILE類型的區,存放文件的有關信息。stdio.h 中定義了一個稱為 FILE 的結構.
文件指針所需的唯一聲明為：FILE *fp;
文件指針指向一個結構，該結構包含以下信息：文件名、文件的當前位置、文件是否正在讀或寫、是否出錯或是否到達文件末尾
文件緩沖區示意圖：
文件操作基本流程：
文件函數
| 打開文件 | fopen() | 打開文件 |
| 關閉文件 | fclose() | 關閉文件 |
| 文件定位 | fseek() | 改變文件位置指針的位置 |
| Rewind() | 使文件位置指針重新至于文件開頭 | |
| Ftell() | 返回文件位置指針的當前值 | |
| 文件狀態 | feof() | 若到文件末尾，函數值為真 |
| ferror() | 若對文件操作出錯，函數值為真 | |
| clearerr() | 使ferror和feof()函數值置零 |
文件的打開(fopen函數)
函數調用:
FILE *fp； fp＝fopen（文件名，使用文件方式）；①需要打開的文件名，也就是準備訪問的文件的名字；
②使用文件的方式（“讀”還是“寫”等）；
③讓哪一個指針變量指向被打開的文件。
文件的打開與關閉：
“r” (只讀)為輸入,打開一個文本文件
“w” (只寫)為輸出,打開一個文本文件
“a” (追加)向文本,文件尾增加數據
“rb” (只讀)為輸入,打開一個二進制文件
“wb” (只寫)為輸出,打開一個二進制文件
"ab“ (追加)向二進制文件尾增加數據
"r+“ (讀寫)為讀/寫打開一個文本文件
"w+” (讀寫)為讀/寫建立一個新的文本文件
“a+” (讀寫)為讀/寫打開一個文本文件（追加）
"rb+“ (讀寫)為讀/寫打開一個二進制文件
“wb+“ (讀寫)為讀/寫建立一個新的二進制文件
“ab+” (讀寫)為讀/寫打開一個二進制文件
“r+” 與"w+"兩種方式打開的區別？
當第一次打開一個文件時，文件不存在，則需要對文件進行創建（程序創建，不是人工手動創建），如果用r+這種模式open的話會返回失敗，如果用w+,當第二次打開這個文件時就會重新創建一個新的文件，那么原來文件里的數據就會丟失。
文件的關閉(fclose函數)
函數調用:
fclose（文件指針）；
函數功能:
使文件指針變量不指向該文件，也就是文件指針變量與文件“脫鉤”，此后不能再通過該指針對原來與其相聯系的文件進行讀寫操作
返回值:
關閉成功返回值為０；否則返回EOF(-1)
當前活動指針(ftell 函數)
FILE 結構提供了一個指針，用以跟蹤發生 I/O 操作的位置，每當從流中讀取或寫入一個字符，當前活動指針（即 curp）就會向前移動，當前活動指針的當前位置可以借助 ftell() 函數來獲得。
函數原型：long int ftell(FILE *fp);
返回值：成功時返回文件指針位置，否則返回-1
rewind()函數
功能說明：將文件位置指示器置于文件開頭相當于reset(重置)文件指針
函數原型：void rewind(FILE * fp) ;
設置當前位置(fseek 函數)
功能說明：通過指定相對于開始位置、當前位置或流的末尾位置的字節數來重定位 curp，這取決于 fseek() 函數中指定的位置
函數原型：int fseek (FILE *fp, long int offset, int origin);
參數：
fp：需設置的文件指針
offset：偏移量
origin：搜索的起始位置
返回值：無
origin 表示搜索的起始位置，有以下幾個值：
SEEK_CUR 或 1 ：當前文件指針的位置
SEEK_END 或 2 ：文件末尾
SEEK_SET 或 0 ：文件開始
fseek和ftell的綜合應用，示例：
int main() {FILE *fp;int nLength = 0;fp =fopen(“1.txt”,”r+”);if(fp == NULL){printf(“open failed\n”);return -1;}fseek(fp,0,SEEK_END);//偏移到文件尾部nLength = ftell(fp);//獲取當前文件指針離文件開頭的字節數printf(“the file length is %d\n”, nLength);fclose(fp); }字符輸入輸出函數(fputc()和fgetc())
1、fputc()函數
函數調用:int fputc(int ch,FILE *fp) ；
函數功能:
將字符（ch的值）輸出到fp所指向的文件中去。
返回值:
如果輸出成功，則返回值就是輸出的字符；
如果輸出失敗，則返回一個EOF.
2、fgetc()函數
函數調用:int fgetc(FILE *fp）
函數功能:
從指定的文件讀入一個字符,該文件必須是以讀或讀寫方式打開的。
返回值:
讀取成功一個字符，賦給ch。如果遇到文件結束符，返回一個文件結束標志
EOF 。
常見的讀取字符操作：
①從一個文本文件順序讀入字符并在屏幕上顯示出來：
#include<stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> int main() {FILE *fp;char ch;char string[ ] = "This is a test";fp = fopen("1.txt","w+");fwrite(string, strlen(string), 1, fp); //將string寫入文件fseek(fp, 0, SEEK_SET); //將文件指針設到起始位置ch = fgetc(fp);while(ch != EOF){putchar(ch);ch = fgetc(fp);} return 0; }注意：EOF不是可輸出字符，因此不能在屏幕上顯示。由于字符的ASCII碼不可能出現－１，因此EOF定義為－１是合適的。當讀入的字符值等于－１時，表示讀入的已不是正常的字符而是文件結束符。
②從一個二進制文件順序讀入字符：
#include<stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> int main() {FILE *fp;char ch;char string[ ] = "This is a test";fp = fopen("1.dat","w+");fwrite(string, strlen(string), 1, fp);fseek(fp, 0, SEEK_SET);while(!feof(fp)) //判斷文件不是真的結束，循環{ch = fgetc(fp);putchar(ch);} return 0; }注意：ANSI C提供一個feof（）函數來判斷文件是否真的結束。如果是文件結束，函數feof（fp）的值為１（真）；否則為０（假）。以上也適用于文本文件的讀取。
fwrite()函數
功能說明：fwrite是無格式寫函數，用于向文件寫入整塊的數據。最有價值的一個應用就是讀寫用戶定義的數據類型，尤其是結構。
函數原型：size_t fwrite(const void *buffer,size_t bytes, sizeo_t n,FILE *fp);
參數：buffer：要寫入數據的首地址
bytes：一個單元占字節數
n：寫入幾個單元
fp：操作的文件指針
返回值：成功時返回寫入的單元數，否則返回0
fread()函數
功能說明：fread是無格式讀函數，用于向文件讀出整塊的數據。經常用fwrite函數寫入，讀取時用fread函數
函數原型：size_t fread(void *buffer, size_t bytes, sizeo_t n, FILE *fp);
參數：buffer：接收緩沖區的首地址
bytes：一個單元占字節數
n：讀出幾個單元
fp：操作的文件指針
返回值：成功時返回讀出的單元數，否則返回0
fread與fwrite實例：
#include<stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>int main() {FILE *fp;char ch;char string[1024] = "This is a test";char rdata[1024];fp = fopen("1.txt","w+");fwrite(string, sizeof(string), 1, fp);fseek(fp, 0, SEEK_SET);fread(rdata,sizeof(rdata),1,fp); //這里fread的sizeof的大小和fwrite的一直，不然會打印結果后出現亂碼或顯示不全printf("rdata = %s\n",rdata);return 0; }運行結果： rdata = This is a test格式化讀寫函數(fprintf()和fscanf())
函數調用:
int fscanf(文件指針,格式字符串,輸入表列);
int fprintf(文件指針,格式字符串,輸出表列);
函數功能:
從磁盤文件中讀入或輸出字符。
例：
fprintf(fp,"%d,%6.2f",i,t); fscanf(fp,"%d,%f",&i,&t);注意：用fprintf和fscanf函數對磁盤文件讀寫，使用方便，容易理解，但由于在輸入時要將ASCII碼轉換為二進制形式，在輸出時又要將二進制形式轉換成字符，花費時間比較多。因此，在內存與磁盤頻繁交換數據的情況下，最好不用fprintf和fscanf函數，而用fread和fwrite函數。
putw()和getw()
函數調用：
int putw(int w,FILE * fp)；
int getw(FILE * fp)；
函數功能: 對磁盤文件中讀寫一個字（以二進制形式從文件流中讀取整數）。
注意：putw()和getw()都是按二進制輸入輸出的。所以如果你用putw()輸入數據到文件后以文本的方式打開看到的將都是亂碼。
同樣如果你在文本文件中輸入了數字并保存，用getw()來讀入的話讀入的結果并不是你想象的那樣，因為它是按二進制讀的。
實例：
#include<stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>int main() {FILE *fp;int w;fp = fopen("2.txt","wb"); //以二進制形式寫putw(5,fp); fclose(fp);fp = fopen("2.txt","rb");//以二進制形式讀w = getw(fp);printf("Successful read: w = %d\n", w);fclose(fp);return 0; }fgets函數
函數作用：從指定文件讀入一個字符串。
函數調用：fgets(str,n,fp);
從fp指向的文件輸入n-1個字符，在最后加一個’\0’
返回值：str的首地址
fputs函數
函數作用：
向指定的文件輸出一個字符串。
函數調用：fgets("china",fp);
第一個參數可以是字符串常量、字符數組名或字符型
指針。字符串末尾的′＼０′不輸出。
返回值：
輸入成功，返回值為0；
輸入失敗，返回EOF.
ferror函數(出錯的檢測)
調用形式：ferror(fp);
返回值：返回0，表示未出錯；返回非0，表示出錯。
在調用一個輸入輸出函數后立即檢查ferror函數的值，否則信息會丟失。在執行fopen函數時，ferror函數的初始值自動置為０。
clearerr函數(出錯的檢測)
調用形式：clearerr(fp);
函數作用：使文件錯誤標志和文件結束標志置為0。
只要出現錯誤標志，就一直保留，直到對同一文件調用clearerr函數或rewind函數，或任何其他一個輸入輸出函數。
總結
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