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例10
🍁为什么要使用文件
在上一篇文章里展示了如何构造一个通讯录，可是一旦程序退出后，空间便还给操作系统，不存在了，但是当我我们需要保留下这些文件时又无可奈何，所以这章通过学习文件操作，便可以实现保存信息功能啦。
🍁什么是文件
😶🌫️文件
磁盘上的文件即是文件，但我们从文件功能的角度看又往往分为两类
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.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，比如程序运行需要从中读取数据的文件，或者输出内容的文件。
我们写代码的时候与文件是什么关系呢？
看下图
可能有人又不明白啦，为什么写是输出到文件，读是输入到内存里呢？
首先，可以先问问自己，真的知道什么内存吗？（博主经常听到有人说自己手机内存256G…一提运行内存就说8G）
比如，你买了个手机，是8G/256G的，这两个数据分别是什么呢？实际上前面那个数值小一点的叫内存，也就是咱平时口中的运行内存，，而后面那个较大的数值呢，叫外存，也就是咱平时说的什么C盘D盘…这些磁盘。
理解了这些，再结合上图，就不难理解，从文件中读入数据会存入内存的意思了（实际上就是输入缓冲区）。
😶🌫️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
有些人可能会问，为什么我没有看见文件后缀名呢？
那不妨看看下图这个选项打开了吗？
为了方便起见，文件标识常被称为文件名。
😶🌫️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。该结构体类型是有系统声明的，取名FILE.
听着是不是有点懵？什么意思呢？
通俗的讲啊，这个文件指针是用来维护一块空间的，怎样的一块空间呢？是一个结构体，在stdio.h定义中被声明为FILE
看以下图解：
假设我的磁盘中有一个文件叫test.txt这样一个文件，如下图：
一旦当我打开这个文件时，他就会在内存中开辟一块文件信息区（一个结构体，类型是FILE），而FILE ptr（假设创建的变量名为ptr）这个结构体就是这个文件信息区的一块空间（如下图）
想看这个结构体的成员，可以通过VS2013，（2019已经不显示了）如下:
struct _iobuf
{ char *_ptr;
int _cnt;
char *_base;
int _flag;
int _file;
int _charbuf;
int _bufsiz;
char *_tmpfname;
};typedef struct _iobuf FILE;刚刚提到一旦打开test.c文件就会在内存中创建文件信息区
文件信息区那这块内存在什么位置呢？
由什么来维护呢？
在C语言的程序里通过fopen这个函数可以打开文件，打开成功会后就会返回这块空间起始位置的地址，这块空间类型为FILE，所以返回的地址就是FILE*类型，程序员就可以通过创建一个FILE*的变量来维护这块空间，这就是文件指针。
下面演示一下如何创建一个指针变量
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。
如下图：
🍁相关函数
😶🌫️文件的打开和关闭（fopen，fclose）
咱先给出语法格式
//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );需要注意以下几点：
文件读写前要打开文件，读写后要关闭文件；
ANSIC 规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件；
在编写文件，打开文件的同时fopen会返回一个指针，若打开成功，则返回该文件在文件信息区的起始空间地址，若打开失败则返回空指针，所以我们为了防止程序出bug，因该这样写（如下代码）：
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//处理
fclose(ptr);
return 0;
}亦或是这样写，如下（报出错误信息即可）
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("fopen");//如果没能打开文件，perror会直接打印错误信息
return 1; //括号里是可以任意写的一个常量字符串
}
//处理
fclose(ptr);
return 0;
}这样写真的就够了吗？
想象一下，fclose可以释放带哦ptr所指向的那块空间，而一旦ptr所指向的空间被释放掉，ptr便成了野指针，所以将ptr置为空指针，如下：
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("fopen");//如果没能打开文件，perror会直接打印错误信息
return 1; //括号里是可以任意写的一个常量字符串
}
//处理
fclose(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}文件有那些打开方式呢？
最常用的便是只读、只写，以下为代码演示：
例一：只写
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("fopen");//如果没能打开文件，perror会直接打印错误信息
return 1; //括号里是可以任意写的一个常量字符串
}
//处理
fprintf(ptr, "hello world");
//关闭文件
fclose(ptr);
return 0;
}例二：只读
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
char str[15] = { 0 };
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");//如果没能打开文件，perror会直接打印错误信息
return 1; //括号里是可以任意写的一个常量字符串
}
//处理
fprintf(ptr, "hello world");
//关闭文件
fclose(ptr);
//打开文件
FILE* ptr_ = fopen("test.txt", "r");
if (ptr_ == NULL)
{
perror("ptr_");
return 1;
}
//处理
fgets(str, sizeof(str), ptr_);
printf("%s\n", str);
//关闭文件
fclose(ptr_);
ptr_ = NULL;
return 0;
}😶🌫️文件的顺序读写
1.fputc
先看看要求
怎么用呢？
格式：
int fputc( int c, FILE *stream );c表示要输入的字符，stream表示要被输出的位置
例一
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");//如果没能打开文件，perror会直接打印错误信息
return 1; //括号里是可以任意写的一个常量字符串
}
//处理
char i = 0;
for (i = 'a'; i <= 'z'; i++)
{
fputc(i, ptr);
}
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}2. fgetc
先看看要求
怎么用呢？
格式：
int fgetc( FILE *stream );
FILE* stream 表示一个文件指针变量，stream表示流，也就是介于内存和文件信息区的输入缓存区（这里不细讲，不是本篇重点，以后会出相关博客），简而言之就是需要你刚刚打开的文件的指针，返回类型为int。
例二
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");//如果没能打开文件，perror会直接打印错误信息
return 1; //括号里是可以任意写的一个常量字符串
}
//处理
char i = 0;
for (i = 'a'; i <= 'z'; i++)
{
fputc(i, ptr);
}
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
//打开文件
FILE* ptr_ = fopen("test.txt", "r");
if (ptr_ == NULL)
{
perror("ptr_");
return 1;
}
//处理
int ch = 0;//要注意，fgetc返回值是int类型，所以用int来接收
while ((ch = fgetc(ptr_)) != EOF)//读取完返回EOF 这里注意优先级，用括号括起来
{
printf("%c ", ch);
}
//关闭文件
fclose(ptr_);
ptr_ = NULL;
return 0;
}3.fguts
先来看看要求
怎么用呢？
格式
int fputs( const char *string, FILE *stream );string是要被输出的常量字符串，stream是被输出的文件指针；
例三
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");
return 1;
}
//操作
fputs("hehe\n", ptr);
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}4.fgets
先来看看要求
怎么用呢？
格式
char *fgets( char *string, int n, FILE *stream );从指定的流 stream 读取一行，并把它存储在 str 所指向的字符串内。当读取 (n-1) 个字符时，或者读取到换行符时，或者到达文件末尾时，它会停止，具体视情况而定。
例四
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");
return 1;
}
//操作
fputs("hehe\n", ptr);
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
//打开文件
FILE* p = fopen("test.txt", "r");
if (p == NULL)
{
perror("p");
return 1;
}
//操作
char str[5] = { 0 };
fgets(str, 5, p);
printf("%s\n", str);
//关闭文件
fclose(p);
p = NULL;
return 0;
}5.fprintf
先看看要求
怎么用呢？
格式
int fprintf( FILE *stream, const char *format [, argument ]...);这里都可以对比printf的格式
int printf(const char *format [, argument ]...);实际不难看懂，只是多了一个被输出的文件流
例五
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");
return 1;
}
//操作文件
fprintf(ptr, "hello world\n");
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}6.fscanf
先来看看要求
怎么用呢？
格式
int fscanf( FILE *stream, const char *format [, argument ]... );同理和scanf函数对比格式
int scanf(const char *format [, argument ]... );不难理解，也是少了文件指针流
例6
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");
return 1;
}
//操作文件
fprintf(ptr, "hello world\n");
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
//打开文件
FILE* p = fopen("test.txt", "r");
if (p == NULL)
{
perror("p");
return 1;
}
//操作文件
char str[20] = { 0 };
fscanf(p, "%s", str);//fscanf遇到空格停止读取
printf("%s ", str);
fscanf(p, "%s", str);
printf("%s\n", str);
//关闭文件
fclose(p);
p = NULL;
return 0;
}7.fwrite
先看看要求
怎么用呢？
格式
size_t fwrite( const void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );简而言之：将buffer这个任意类型，放入count个以size个字节的大小到stream
例7
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");
return 1;
}
//操作文件
student s = { "chen",19 };
fwrite(&s, sizeof(s), 1, ptr);
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}
8.fread
先来看看要求
怎么用呢？
格式
size_t fread( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );简而言之：将stream这个文件流的count个size大小的数据写入buffer中
例子8
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
typedef struct student
{
char name[15];
int age;
}student;
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");
return 1;
}
//操作文件
student s = { "chen",19 };
fwrite(&s, sizeof(s), 1, ptr);
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
//打开文件
FILE* p = fopen("test.txt", "r");
if (p == NULL)
{
perror("p");
return 1;
}
//操作文件
student s1 = { 0 };
fread(&s1, sizeof(s), 1, p);
printf("%s %d\n", s1.name, s1.age);
//关闭文件
fclose(p);
p = NULL;
return 0;
}9.fseek
先看看要求
怎么用呢?
格式
int fseek( FILE *stream, long offset, int origin );简而言之：在文件stream里，以为起点origin（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)），将光标偏移offset个字符；
例9
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror(ptr);
return 0;
}
//处理文件
fputs("hellowcdef", ptr);
fseek(ptr, 6, SEEK_SET);
fputs(" hello world\n", ptr);
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}10.rewind
先看看要求
怎么用呢？
格式
//未保存数据丢失//
例10
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//打开文件
FILE* ptr = fopen("test.txt", "w");
if (ptr == NULL)
{
perror(ptr);
return 0;
}
//处理文件
fputs("world", ptr);
rewind(ptr);
fputs("hello\n", ptr);
//关闭文件
fclose(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}11.feof
被许多人误用的函数：feof用来判断文件是否结束
实际上：feof是在文件结束的时候判断文件结束的原因，判断文件是因为遇到文件位结束还是读取失败结束
- 1. 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.
- 2. 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
例11
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>
int main(void)
{
int c; // 注意：int，非char，要求处理EOF
FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if(!fp)
{
perror("File opening failed");
return EXIT_FAILURE;
} //fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOF
while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环
{
putchar(c);
}
//判断是什么原因结束的
if (ferror(fp))
puts("I/O error when reading");
else if (feof(fp))
puts("End of file reached successfully");
fclose(fp);
fp = NULL;
return 0;
}🍁文本文件和二进制文件
- 文本文件
- { 以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件 }；
- 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。 }
数据在文本文件中和在二进制文件中分别是怎么存储的？
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。
🍁面试题
对比一组函数
scanf/fscanf/sscanf
printf/fprintf/sprintf
scanf/prinf 是针对标准输入流/标准输出流的 格式化输入/输出
fscanf/fprintf 是针对所有输入流/所有输出流的 格式化输入/输出
sscanf/sprintf sscanf是从字符串中读取格式化的数据 sprintf是把格式化的数据输出成（存储到）字符串码字不易~
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