C语言文件操作详解

1. 什么是文件：

文件是计算机中存储数据的一种方式，它可以包含文本、图像、音频、视频等各种形式的信息。在计算机系统中，文件被组织成一个个独立的单元，可以通过文件名来标识和访问。文件可以存储在计算机的硬盘、固态硬盘、光盘、U盘等存储介质上，文件通常由两部分组成：文件名和文件内容。文件名是用来标识文件的唯一名称，可以根据需要进行命名。文件内容是实际存储在文件中的数据，可以是文本、二进制数据或其他格式的数据，文件在计算机系统中起到了重要的作用，它们可以用于存储和传输数据，作为程序的输入和输出，以及用于组织和管理数据。通过文件系统，用户可以创建、打开、读取、写入、修改和删除文件。

1.1. windows中文件的类型：

前边我们聊到不同后缀代表着不同的文件类型，下边我们来了解一下常见的文件类型：

text.txt 后缀为.txt的为文本文件
text.exe 后缀为.exe的为可执行文件
text.jpg 后缀为.jpg的为图片文件
text.mp3 后缀为.mp3的为音频文件
text.mp4 后缀为.mp4的为视频文件

上图中仅为部分文件类型，如有兴趣的小伙伴可以去深入了解喔

1.2. c程序中的文件：

一个c程序要想变成最终可以执行的文件，会经历编译-->链接-->运行三个步骤，而这三个步骤又分别对应着三个不同的文件.c文件编译以后先生成.o（.obj）文件，链接生成.exe的可执行文件，最终再执行

1.3. 二进制文件及文本文件：

二进制文件：数据在内存当中是以二进制的格式存储的，如果不加以转换直接输出到外存文件当中的称为二进制文件

文本文件：存入文件前加以转换为1ASCII格式存储在文件中的文件为文本文件

举例：假设有一个数字5000，那么它以二进制或文本的形式在内存当中分别是如何存储的呢

（注：相应的ASCII码值对应着不同的十进制数，字符5的ASCII码值为00110101 0为00110000）

2. 文件流：

文件流是一种用于读取和写入文件的数据流。它提供了一种方便的方式来处理文件的输入和输出操作，我们常使用的printf函数和scanf函数所对应使用的就是标准输入和输出流，只不过这些流在我们打开编译器时已经默认开启了，所以对应程序员来说直接使用即可

c程序默认打开的流：

stdin - 标准输⼊流，在⼤多数的环境中从键盘输⼊，scanf函数就是从标准输⼊流中读取数据

stdout - 标准输出流，⼤多数的环境中输出⾄显⽰器界⾯，printf函数就是将信息输出到标准输出流中

stderr - 标准错误流，⼤多数环境中输出到显⽰器界⾯

C语言提供了标准库函数来支持文件流操作，主要包括以下几个步骤：

打开文件：使用fopen函数打开一个文件，并返回一个指向该文件的指针。需要指定文件名和打开模式（如读取、写入、追加等）
读取文件：使用fscanf或fgets等函数从文件中读取数据。fscanf可以按照指定的格式从文件中读取数据，而fgets则逐行读取字符串
写入文件：使用fprintf或fputs等函数将数据写入文件。fprintf可以按照指定的格式将数据写入文件，而fputs则将字符串写入文件
关闭文件：使用fclose函数关闭已打开的文件。关闭文件后，将释放相关的资源

C语言文件流的使用需要注意以下几点：

在打开文件时，需要确保文件存在或者具有相应的权限
在读取或写入文件时，需要确保文件指针指向正确的位置
操作完成后，需要及时关闭文件，以释放资源

3. 文件指针的创建：

文件指针的创建与前文中的指针创建大同小异，FILE* 变量名

int main()
{FILE* pf;   //文件的创建return 0;
}

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间接找到与它关联的⽂件

举例：

4. 文件的打开与关闭：

4.1. fopen与fclose函数：

fopen函数：打开文件

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

filename：要打开的文件

mode：以什么样的方式打开文件

（如果文件被成功打开，返回一个指向file对象的指针，否则返回NULL）

fclose函数：关闭文件

int fclose ( FILE * stream );

stream：指向file文件的指针，该对象为要关闭的流

（如果文件被成功关闭，返回0，关闭失败，返回EOF）

file打开时mode参数：

举例：

int main()
{FILE* pf;   //文件的创建pf = fopen("a1.txt", "wb");if (pf != NULL)  //判断文件是否打开成功{int i = 0;while (i < 11){fputc(i, pf); //fputc写入一个字符i++;}fclose(pf);  //关闭文件}return 0;
}

5. 文件的顺序读写：

5.1. 顺序读写函数：

5.2. fgets函数：

从文件中获取一个字符

int fgetc ( FILE * stream );

（如果读取成功，返回读取的字符，整形提升至int型，读取失败返回EOF）

举例：

int main()
{FILE* p;p = fopen("test1.txt", "r");if (p != NULL){int a = fgetc(p);printf("%d", a);fclose(p);}return 0;
}//执行结果
97 所以该字符是a，a的ASCII值为97

5.3. fputc函数：

写入一个字符到文件中：

int fputc ( int character, FILE * stream );

character：写入的字符

（如果写入成功，则字符被写入到文件当中，失败返回EOF）

举例：

int main()
{FILE* p1;p1 = fopen("test1.txt", "w");if (p1 != NULL){fputs("a", p1);fclose(p1);}return 0;
}//执行结果
此时test1.txt文件当中写入了字符a

5.4. fgets函数：

从文件当中获取字符串

char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );

（如果读取成功，返回str，如果读取到文件末尾，则设置eof指示符（feof），读取失败返回NULL）

举例：

int main()
{FILE* p2;char a[100];p2 = fopen("test1.txt", "r");if (p2 != NULL){if (fgets(a, 20, p2) != NULL){printf("%s", a);}fclose(p2);}return 0;
}

5.5. fputs函数：

将字符串写入到文件中

int fputs ( const char * str, FILE * stream );

（如果成功返回一个>0的数，失败函数返回EOF并设置错误指示器）

举例：

int main()
{FILE* p3;char a[] = "qwerty";p3 = fopen("test1.txt", "w");if (p3 != NULL){int a1 = fputs(a, p3);if (a1 >= 0)fclose(p3);elseperror("fputs:");}return 0;
}

5.6. fscanf函数和fprintf函数：

5.6.1. scanf函数以及printf函数：

在讲fscanf以及fprintf这两个函数前，我们先来了解一下scanf和printf函数又是如何使用的呢

语法：

int printf ( const char * format, ... );  //格式化输入函数

int scanf ( const char * format, ... );   //格式化输出函数

下边我们来看看它们是如何使用的：

//从键盘上输入一个数，输出到控制台中
int main()
{int a = 0;scanf("%d", &a);printf("a的值为：%d", a);return 0;
}

该两个函数为格式化输入输出函数，所以在使用这两个函数时必须带有格式，那么它们又和fscanf和fprintf有什么区别呢，下边我们一起来了解一下

5.6.2. fscanf，fprintf，scanf及printf四个函数的区别：

语法：

int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );

int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );

（如果成功，返回函数成功填充的项数，而匹配失败或者到达文件末尾返回值小于或等于0，在任何数据都未被读取到之前发生错误，fnahuiEOF）

差异对比：

fscanf的使用：

int main()
{FILE* p4;p4 = fopen("test1.txt", "r+"); //以读的方式打开int s = 1000;char a2[10] = { 0 };if (p4 != NULL){int a3 = fscanf(p4, "%d%s", &s,a2); //读取两个数放入相对应的变量当中if (a3 != EOF){printf("%d\n", s);printf("%s\n", a2);fclose(p4);}else{perror("fscanf");}}return 0;
}

fprintf的使用：

int main()
{FILE* p4;p4 = fopen("test1.txt", "w+");int s = 1000;char a2[10] = "abcdef";if (p4 != NULL){int a3 = fprintf(p4, "%d%s", s, a2);if (a3 != EOF){fclose(p4);}else{perror("fprintf");}}return 0;
}

如何使用fscanf或fprintf将数据输入输出到控制台当中：

（这里就要使用到我们之前所讲的输入输出流了）

举例：

int main()
{int a = 0;printf("请输入一个数：");int q = fscanf(stdin, "%d", &a); //stdin标准输入流if (q == EOF){perror("fscanf");}fprintf(stdout, "a此时的值为：%d", a); //stdout标准输出流return 0;
}//执行结果
请输入一个数：123
a此时的值为：123

同理前边适用于所以流的函数都可以如此使用

5.7. fread函数：

以二进制的方式在文件中读取数据

语法：

size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

（如果读取成功，返回读取的个数，如果size和count为0，则函数返回0，函数内容不发生改变）

ptr：指向大小至少为（size_t count）字节的内存块的指针，转换为void*类型

size：要读取的每个元素大小，单位是字节

count：读取的个数

stream：文件指针

举例：

#include <stdlib.h>
int main()
{FILE* p5;int count = 5;char* pf = (char*)malloc(sizeof(char) * count);if (pf == NULL){perror("malloc");return 1;}p5 = fopen("test1.txt", "rb"); //以二进制的方式读取数据if (p5 != NULL){int q = fread(pf, sizeof(char), count, p5);for (int i = 0; i < count; i++){printf("%c ", *(pf + i));}fclose(p5);}else{perror("fopen");}free(pf);pf = NULL;
}//执行结果
a b c d e

如有对动态内存malloc这些不理解的小伙伴可以去看看动态内存管理这篇文章哟

5.8. fwrite函数：

语法：

size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

（与fread函数大同小异，这里博主就不做结束咯）

举例：

#include <stdlib.h>
int main()
{FILE* p6;int count = 5;char a5[] = "sdfgh";p6 = fopen("test1.txt", "wb"); //以二进制的方式读取数据if (p6 != NULL){int q = fwrite(a5, sizeof(char), count, p6);fclose(p6);}else{perror("fopen");}
}//执行结果
此时成功向test1.txt文件当中添加数组a5中的字符串

6. 文件的随机读取：

6.1 fseek函数：

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );

stream：文件指针

offset：二进制文件：要从原点偏移的字节数

文本文件：要么为0，要么有ftell返回一个值

origin：表示偏移量的开始位置

SEEK_SET：文件的起始位置

SEEK_CUR：文件指针当前结束的位置

SEEK_END：文件的结束位置

（如果成功返回0，否则，返回非零值）

举例：

int main()
{FILE* pFile;pFile = fopen("test1.txt", "wb");fputs("I'm is a handsome guy", pFile); //向文件中写入一组字符fseek(pFile, 7, SEEK_SET);  //光标从5的位置开始执行操作fputs("no ", pFile);  fclose(pFile);return 0;
}//执行结果
I'm is no andsome guy

6.2 ftell函数：

语法：

long int ftell ( FILE * stream );

（如果成功，返回位置指示器当前的值，失败，返回-IL）

举例：

（相较于之前的代码，咱来举例看看）

int main()
{FILE* pFile;pFile = fopen("test1.txt", "wb");fputs("I'm is a handsome guy", pFile); //向文件中写入一组字符fseek(pFile, 7, SEEK_SET);  //光标从5的位置开始执行操作fputs("no ", pFile);long size = ftell(pFile);  //判断文件中光标的位置printf("%ld", size);fclose(pFile);return 0;
}

6.3 rewind函数：

语法：

void rewind ( FILE * stream );

（让文件指针的位置回到起始位置）

举例：

int main()
{FILE* p7;p7 = fopen("test1.txt", "w");if (p7 != NULL){int q = fputs("abcdefgh", p7); //向文件当中写入“abcdefg”这个字符串if (q == EOF){perror("fputs");}fseek(p7, 4, SEEK_SET);  //此时文件指针应指向erewind(p7);  //将文件指针返回到文件起始位置FILE* p8 = fopen("test1.txt", "r");char q1 = fgetc(p8);  //此时q1的值应为aprintf("%c\n", q1);fclose(p7);fclose(p8);}else{perror("fopen");}return 0;
}//执行结果
a

7. 文件读取结束的判定：

7.1 错误使用的feof函数：

语法：

int feof ( FILE * stream );

（如果设置l与流相关的文件结束指示符，则返回一个非零值，否则返回零）

牢记：在⽂件读取过程中，不能⽤feof函数的返回值直接来判断⽂件的是否结束

feof 的作⽤是：当⽂件读取结束的时候，判断是读取结束的原因是否是：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 ）
⼆进制⽂件的读取结束判断，判断返回值是否⼩于实际要读的个数

举例：

int main()
{FILE* p9;int q = 0;  //记录文件读取的个数p9 = fopen("test1.txt", "r");if (p9 != NULL){while (fgetc(p9) != EOF){q++;}if (ferror(p9))   //文件错误时返回0printf("文件读取发生错误！\n");else if (feof(p9))printf("文件读取完毕\n");fclose(p9);}else{perror("fopen");}printf("文件中有多少个字符：%d", q);return 0;
}//执行结果
文件读取完毕
文件中有多少个字符：8

8. ⽂件缓冲区：

ANSIC 标准采⽤“缓冲⽂件系统” 处理的数据⽂件的，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编译系统决定的

下边小博给兄弟们找个一个题解方便大家进一步了解：