C语言学习笔记（十七）：文件操作

目录

• 1. 为什么使用文件
• 2. 什么是文件
  • 2.1 程序文件
  • 2.2 数据文件
  • 2.3 文件名
• 3. 二进制文件和文本文件
• 4. 文件的打开和关闭
  • 4.1 流和标准流
  • 4.2 文件指针
  • 4.3 fopen和fclose
• 5. 文件的顺序读写
  • 5.1 fputc
  • 5.2 fgetc
  • 5.3 feof和ferror
  • 5.4 fputs
  • 5.5 fgets
  • 5.6 fprintf
  • 5.7 fscanf
  • 5.8 fwrite
  • 5.9 fread
  • 5.10 一组函数对比
• 6. 总结

1. 为什么使用文件

如果没有文件，程序的数据都存在内存中。程序一退出，内存回收，数据就丢了。下次运行程序，看不到上次的数据。

如果想把数据持久化保存，就得用文件。

就像写Word文档，不保存成文件，关机就没了。保存成.docx文件，下次打开还能看到。

2. 什么是文件

磁盘（硬盘）上的文件就是文件。从功能角度分类，程序设计中谈的文件有两种：

2.1 程序文件

包括：

• 源程序文件（.c）
• 目标文件（Windows下.obj）
• 可执行程序（Windows下.exe）

2.2 数据文件

文件的内容不是程序，而是程序运行时读写的数据。

比如：程序需要从中读取数据的文件，或者程序输出内容的文件。

本章讨论的就是数据文件。

2.3 文件名

一个文件要有唯一的文件标识：

文件路径 + 文件名主干 + 文件后缀 例如：c:\code\test.txt

为了方便，文件标识常被称为文件名。

3. 二进制文件和文本文件

根据数据的组织形式，数据文件分为文本文件和二进制文件。

举个例子：整数 10000

• 以ASCII形式存储：'1' '0' '0' '0' '0'，占5个字节
• 以二进制形式存储：占4个字节

#include<stdio.h>intmain(){inta=10000;FILE*pf=fopen("test.txt","wb");// 以二进制写方式打开fwrite(&a,4,1,pf);// 把a的4个字节写入文件fclose(pf);pf=NULL;return0;}

在VS中打开二进制文件，可以看到10 27 00 00（小端存储的10000）。

4. 文件的打开和关闭

4.1 流和标准流

流（Stream）：可以把流想象成流淌着字符的河。C程序针对文件、画面、键盘等的数据输入输出操作都是通过流操作的。

标准流：C语言程序启动时，默认打开了3个流：

这三个流的类型都是FILE*。

所以我们用scanf、printf时不需要手动打开流。

4.2 文件指针

每个被使用的文件都在内存中开辟了一个文件信息区，用来存放文件的相关信息。这些信息保存在一个结构体变量中，类型由系统声明，取名FILE。

FILE*pf;// 文件指针变量

通过文件指针，可以间接找到与它关联的文件。

pf1 ──→ 文件信息区 ──→ 文件1 pf2 ──→ 文件信息区 ──→ 文件2 pf3 ──→ 文件信息区 ──→ 文件3

4.3 fopen和fclose

fopen —— 打开文件

FILE*fopen(constchar*filename,constchar*mode);

返回值：成功返回FILE*指针，失败返回NULL（必须检查！）

mode 打开方式一览：

fclose —— 关闭文件

intfclose(FILE*stream);

成功返回0，失败返回EOF。

#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp=fopen("test.txt","r");if(fp==NULL){perror("fopen");// 打印错误信息return1;}printf("打开文件成功\n");fclose(fp);fp=NULL;// 置空，避免野指针return0;}

5. 文件的顺序读写

5.1 fputc

intfputc(intcharacter,FILE*stream);

将字符写入流中，成功返回写入的字符，失败返回EOF。

#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp=fopen("test.txt","w");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}// 写入 a~zfor(intch='a';ch<='z';ch++){fputc(ch,fp);}fclose(fp);fp=NULL;return0;}

5.2 fgetc

intfgetc(FILE*stream);

从流中读取一个字符，成功返回读取的字符，遇到文件末尾或出错返回EOF。

#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp=fopen("test.txt","r");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}// 读取前10个字符并打印for(inti=0;i<10;i++){intc=fgetc(fp);fputc(c,stdout);// 输出到屏幕}fclose(fp);fp=NULL;return0;}

5.3 feof和ferror

为什么fgetc返回EOF时要用这两个函数区分？

因为EOF既可能是正常读到文件末尾，也可能是读取发生错误，需要用feof和ferror来区分。

#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp=fopen("test.txt","r");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}intc;while((c=fgetc(fp))!=EOF){fputc(c,stdout);}// 循环结束，判断原因if(feof(fp))printf("\n遇到文件末尾\n");elseif(ferror(fp))printf("\n读取发生了错误\n");fclose(fp);fp=NULL;return0;}

5.4 fputs

intfputs(constchar*str,FILE*stream);

将字符串写入流中（不包含结尾的'\0'）。

#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp=fopen("test.txt","w");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}fputs("abc\0def",fp);// 遇到 '\0' 就停了fputs("hehe",fp);fclose(fp);fp=NULL;return0;}

文件内容：abchehe

5.5 fgets

char*fgets(char*str,intnum,FILE*stream);

从流中读取字符串，最多读取num-1个字符（留一个给'\0'），遇到换行符或文件末尾停止。

#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp=fopen("test.txt","r");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}chararr1[20]={0};fgets(arr1,sizeof(arr1),fp);printf("%s",arr1);fclose(fp);fp=NULL;return0;}

最佳实践：用fgets+sscanf替代scanf，更安全！

charbuf[256]={0};fgets(buf,sizeof(buf),stdin);buf[strcspn(buf,"\n")]='\0';// 去掉换行符

5.6 fprintf

intfprintf(FILE*stream,constchar*format,...);

和printf类似，但可以输出到任意输出流（文件、stdout、stderr）。

#include<stdio.h>structStu{charname[30];intage;floatscore;};intmain(){structStub={"zhangsan",20,85.5f};FILE*fp=fopen("test.txt","w");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}fprintf(fp,"%s %d %.1f",b.name,b.age,b.score);fclose(fp);fp=NULL;return0;}

5.7 fscanf

intfscanf(FILE*stream,constchar*format,...);

和scanf类似，但可以指定输入源（文件、stdin）。

#include<stdio.h>structStu{charname[30];intage;floatscore;};intmain(){structStus={0};FILE*fp=fopen("test.txt","r");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}fscanf(fp,"%s %d %f",s.name,&s.age,&s.score);fprintf(stdout,"%s %d %.1f\n",s.name,s.age,s.score);fclose(fp);fp=NULL;return0;}

5.8 fwrite

size_tfwrite(constvoid*ptr,size_tsize,size_tcount,FILE*stream);

以二进制形式将数据块写入文件。

#include<stdio.h>intmain(){intdata[]={1,2,3,4,5};FILE*fp=fopen("data.bin","wb");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}fwrite(data,sizeof(int),5,fp);fclose(fp);fp=NULL;return0;}

5.9 fread

size_tfread(void*ptr,size_tsize,size_tcount,FILE*stream);

从文件中读取数据块到内存。

#include<stdio.h>intmain(){intdata[5]={0};FILE*fp=fopen("data.bin","rb");if(fp==NULL){perror("fopen");return1;}size_tnum_read=fread(data,sizeof(int),5,fp);if(num_read!=5){if(feof(fp))printf("到达文件末尾\n");elseif(ferror(fp))printf("读取错误\n");}else{for(inti=0;i<5;i++){printf("Data[%d]: %d\n",i,data[i]);}}fclose(fp);return0;}

5.10 一组函数对比

6. 总结