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[C++] #yyds干货盘点#存储使者，内存驿站-文件操作

编程语言 编程语言 发布于：2021-12-30 10:00 | 阅读数：731 | 评论：0

文件操作
什么是文件

  • 磁盘上的文件是文件
  • 但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件，数据文件（从文件功能的角度来分类的）
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)，可执行文件(windows环境后缀为.exe)
数据文件
文件内容不一定是程序，而是程序运行时读写的数据，比如程序运行需要从中读取数据文件，或者输出内容的文件
DSC0000.png

以前所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上，其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上的文件
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
文件名包括3部分:文件路径+文件名主干+文件后缀
DSC0001.png

文件的打开和关闭
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.== DSC0002.png
1.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。
DSC0003.png

2.每当打开一个文件的时候，系统会根据文件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。
3.一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量，这样使用起来更加方便。
//我们可以创建一个FILE*的指针变量
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。==
DSC0004.png

文件的打开和关闭
文件在读写之前应该先==打开文件==，在使用结束之后应该==关闭文件==。
在编写程序的时候，在打开文件的同时，都会返回一个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==
//打开文件
FILE* fopen(const char* filename,const char* mode);
//关闭文件
int fclose(FILE* stream)
DSC0005.png

==打开方式==
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“wb”（只写）为了输出数据，打开一个二进制文件建立一个新的文件“ab”（追加）向一个二进制文件尾添加数据出错“r+”（读写）为了读和写，打开一个文本文件出错“w+”（读写）为了读和写，建议一个新的文件建立一个新的文件“a+”（读写）打开一个文件，在文件尾进行读写建立一个新的文件“rb+”（读写）为了读和写打开一个二进制文件出错“wb+”（读写）为了读和写，新建一个新的二进制文件建立一个新的文件“ab+”（读写）打开一个二进制文件，在文件尾进行读和写建立一个新的文件==我们主要用前三个==
DSC0006.png

DSC0007.png 
#include<stdio.h>
int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    printf("打开失败.\n");
    perror("fopen");//把错误信息打印到fopen:后面
    return 0;
  }
  //读文件
  else
  {
    printf("打开成功\n");
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }   
    return 0;
}
在程序目录下面没有data.txt文件
DSC0008.png

在程序目录下面有data.txt文件
DSC0009.png

data放在桌面
DSC00010.png

==那就必须写完整的文件名了==
DSC00011.png

同理写文件
看上面的打开方式可以知道==没有文件会新建一个文件==，我们在桌面上试一下
#include<stdio.h>
int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    printf("打开失败.\n");
    perror("fopen");//把错误信息打印到fopen:后面
    return 0;
  }
  //写文件
  else
  {
    printf("打开成功\n");
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00012.png

==注意这个w也不是谁便用的==
假如已存在的文件里面有内容，w就是把文件里的内容全部销毁了，变成一个空白文件
DSC00013.png

文件的顺序读写
DSC00014.png

fputc写字符函数
DSC00015.png 
#include<stdio.h>
int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    printf("打开失败.\n");
    perror("fopen");//把错误信息打印到fopen:后面
    return 0;
  }
  //写文件
  else
  {
    fputc('b', pf);
    fputc('i', pf);
    fputc('t', pf);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00016.png

==流==
DSC00017.png

DSC00018.png

==那他适用所有输出流是什么意思呢==
DSC00019.png

是因为他不仅仅可以打印到文件里面去，也可以打印到屏幕里面去
#include<stdio.h>
int main()
{
  fputc('b', stdout);
  fputc('i', stdout);
  fputc('t', stdout);
  return 0;
}
DSC00020.png

fgetc读字符函数
#include<stdio.h>
int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
  }
  else
  {
    //读文件
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c",ch);
    ch = fgetc(pf);
    printf("%c", ch);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00021.png

==同样他适用所有输入流==
DSC00022.png 
#include<stdio.h>
int main()
{
  int ch = fgetc(stdin);
  printf("%c\n", ch);
  ch = fgetc(stdin);
  printf("%c\n", ch);
  ch = fgetc(stdin);
  printf("%c\n", ch);
  return 0;
}
DSC00023.png

注意
==fputc('b', stdout)这个函数等价于putchar('b')函数==
==fgetc(stdin)这个函数等价于getchar函数==
fputs写字符串函数
#include<stdio.h>
int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //写一行数据
    fputs("hello bit", pf);
    fputs("hello bit\n", pf);
    fputs("hello bit", pf);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00024.png

同样适用所有输出流
DSC00025.png 
#include<stdio.h>
int main()
{
  fputs("hello bit",stdout);
  fputs("hello bit\n",stdout);
  fputs("hello bit",stdout);
  return 0;
}
DSC00026.png

fgets读字符串函数
#include<stdio.h>
int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //读一行数据
    char arr[20] = { 0 };
    fgets(arr, 5, pf);
    printf("%s\n",arr);
    fgets(arr, 5, pf);
    printf("%s\n", arr);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00027.png

同理适应所有输入流
DSC00028.png 
#include<stdio.h>
int main()
{
  char arr[20] = { 0 };
  fgets(arr, 5, stdin);
  printf("%s\n", arr);
  fgets(arr, 5, stdin);
  printf("%s\n", arr);
  fgets(arr, 5, stdin);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}
DSC00029.png

fprintf格式化输出函数
DSC00030.png 
#include<stdio.h>
struct MyStruct
{
  int a;
  double b;
};
int main()
{
  struct MyStruct mystruct = { 20 ,3.14 };
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "w");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //写数据
    fprintf(pf, "%d %lf", mystruct.a, mystruct.b);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00031.png

同理他适用所有输出流
#include<stdio.h>
struct S
{
  int a;
  double b;
  char c;
};
int main()
{
  struct S s = { 10,3.25,'a' };
  fprintf(stdout, "%d %lf %c", s.a, s.b, s.c);
  return 0;
}
DSC00032.png

fscanf格式化输入函数
DSC00033.png 
#include<stdio.h>
struct MyStruct
{
  int a;
  double b;
};
int main()
{
  struct MyStruct mystruct = {0};
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //读数据
    fscanf(pf, "%d%lf", &(mystruct.a), &(mystruct.b));
    printf("%d %lf", mystruct.a, mystruct.b);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00034.png

同理适用所有输入流
#include<stdio.h>
struct S
{
  int a;
  double b;
};
int main()
{
  struct S s = { 0 };
  fscanf(stdin, "%d%lf", &(s.a), &(s.b));
  printf("%d %lf", s.a, s.b);
  return 0;
}
DSC00035.png

fwrite二进制输出函数
DSC00036.png 
#include<stdio.h>
struct MyStruct
{
  int a;
  double b;
  char num[20];
};
int main()
{
  struct MyStruct mystruct = {20,3.14,"zhuzhu"};
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "wb");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //写文件--二进制的形式写
    fwrite(&mystruct, sizeof(struct MyStruct), 1, pf);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00037.png

==抱歉的是他只适用于文件流==
DSC00038.png

fread二进制输入
DSC00039.png 
#include<stdio.h>
struct MyStruct
{
  int a;
  double b;
  char num[20];
};
int main()
{
  struct MyStruct mystruct = {0};
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "rb");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //读文件--二进制的形式读
    fread(&mystruct, sizeof(struct MyStruct), 1, pf);
    printf("%d %lf %s", mystruct.a, mystruct.b, mystruct.num);
    //关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
  }
  return 0;
}
DSC00040.png

==和fwrite一样他只适用于文件流==
DSC00041.png

对比一组函数
scanf/fscanf/sscanf
DSC00042.png

sscanf
DSC00043.png 
#include<stdio.h>
struct MyStruct
{
  int a;
  double b;
  char num[20];
};
int main()
{
  char arr[20] = { 0 };
  struct MyStruct mystruct = {20,3.14,"zhuzhu"};
  struct MyStruct tmp = { 0 };
  sprintf(arr, "%d %lf %s", mystruct.a, mystruct.b, mystruct.num);
  printf("%s",arr);   
  sscanf(arr, "%d%lf%s", &(tmp.a), &(tmp.b), &(tmp.num));
  printf("\n%d\n%lf\n%s\n", tmp.a, tmp.b, tmp.num);
  return 0;
}
DSC00044.png

printf/fprintf/sprintf
DSC00045.png

sprintf
DSC00046.png 
#include<stdio.h>
struct MyStruct
{
  int a;
  double b;
  char num[20];
};
int main()
{
  char arr[20] = { 0 };
  struct MyStruct mystruct = {20,3.14,"zhuzhu"};
  sprintf(arr, "%d %lf %s", mystruct.a, mystruct.b, mystruct.num);
  printf("%s",arr);   
  return 0;
}
DSC00047.png

文件的随机读写
fseek
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
DSC00048.png 
#include<stdio.h>
int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //随机读文件
    //文件开头向后偏移2
    fseek(pf, 2, SEEK_SET);
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);
    //文件当前指针向前移2
    fseek(pf, -2, SEEK_CUR);
    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n", ch);
  }
  return 0;
}
DSC00049.png

ftell
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针。
int a = ftell(pf);
printf("%d\n", a);
DSC00050.png

rewind
让文件指针的位置回到文件的起始位置
#include<stdio.h>
int main()
{
  //打开文件
  FILE* pf = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\data.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //随机读文件
    //文件开头向后偏移2
    fseek(pf, 2, SEEK_SET);
    int ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n",ch);
    //文件当前指针向前移2
    fseek(pf, -2, SEEK_CUR);
    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n", ch);
    int a = ftell(pf);
    printf("%d\n", a);
    rewind(pf);
    ch = fgetc(pf);
    printf("%c\n", ch);
  }
  return 0;
}
DSC00051.png


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==或者==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么存储的呢？
字符一律以==ASCII形式存储==，数值型数据既可以==用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），而二进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节（VS2013测试）。
DSC00052.png

我们把10000数据以二进制的形式写到data文件中，并看一下
DSC00053.png 
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 10000;
  FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  else
  {
    //把a写入
    fwrite(&a, sizeof(int), 1, pf);
  }
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}
文件读取结束的判定
fgetc
#include<stdio.h>
int main()
{
  int ch = 0;
  FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
  if (pf == NULL)
  {
    perror("fopen");
    return 0;
  }
  while ((ch = fgetc(pf))!=EOF)
  {
    printf("%c ", ch);
  }
  //关闭文件
  fclose(pf);
  pf = NULL;
  return 0;
}
DSC00054.png

被错误使用的feof
feof   是文件读取结束了，判断是不是遇到文件末尾而结束的
ferror 文件读取结束了，判断是不是遇到错误后读取结束
==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的是否结束。而是应用于当文件读取结束的时候，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 ）
    例如：
    fgetc 判断是否为 EOF .
    fgets 判断返回值是否为 NULL .
  • 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。
    例如：
    fread判断返回值是否小于实际要读的个数

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。
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2013 WIN10环境测试
int main()
{
FILE*pf = fopen("test.txt", "w");
fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区
printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt文件，发现文件没有内容\n");
Sleep(10000);
printf("刷新缓冲区\n");
fflush(pf);//刷新缓冲区时，才将输出缓冲区的数据写到文件（磁盘）
//注：fflush 在高版本的VS上不能使用了
printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt文件，文件有内容了\n");
Sleep(10000);
fclose(pf);
//注：fclose在关闭文件的时候，也会刷新缓冲区
pf = NULL;
return 0;
}
这里可以得出一个结论：
因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。
如果不做，可能导致读写文件的问题
==钱有价，代码无价==
DSC00055.gif



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