C基础学习笔记——01-C基础第12天（文件上）

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01-C基础第12天（文件上）

目录：
1、文件概述
（1）磁盘文件和设备文件
（2）磁盘文件的分类
（3）文本文件和二进制文件
2、文件的打开和关闭
（1）文件的打开
（2）文件的关闭
（3）按照字符读写文件fgetc、fputc
（4）按照行读写文件fgets、fputs
（5）按照格式化文件fprintf、fscanf

 

1、文件概述

（1）磁盘文件和设备文件
1）磁盘文件
指一组相关数据的有序集合,通常存储在外部介质(如磁盘)上，使用时才调入内存。

2）设备文件
在操作系统中把每一个与主机相连的输入、输出设备看作是一个文件，把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。

（2）磁盘文件的分类
计算机的存储在物理上是二进制的，所以物理上所有的磁盘文件本质上都是一样的：以字节为单位进行顺序存储。

从用户或者操作系统使用的角度（逻辑上）把文件分为：

1）文本文件：基于字符编码的文件  

2）二进制文件：基于值编码的文件

（3）文本文件和二进制文件

1)文本文件
 基于字符编码，常见编码有ASCII、UNICODE等
 一般可以使用文本编辑器直接打开
 数5678的以ASCII存储形式(ASCII码)为：
00110101 00110110 00110111 00111000

2)二进制文件
 基于值编码,自己根据具体应用,指定某个值是什么意思
 把内存中的数据按其在内存中的存储形式原样输出到磁盘上
 数5678的存储形式(二进制码)为：00010110 00101110

2、文件的打开和关闭

在C语言中用一个指针变量指向一个文件，这个指针称为文件指针。

typedef struct
{
    short           level;    //缓冲区"满"或者"空"的程度 
    unsigned        flags;    //文件状态标志 
    char            fd;        //文件描述符
    unsigned char   hold;    //如无缓冲区不读取字符
    short           bsize;    //缓冲区的大小
    unsigned char   *buffer;//数据缓冲区的位置 
    unsigned        ar;     //指针，当前的指向 
    unsigned        istemp;    //临时文件，指示器
    short           token;    //用于有效性的检查 
}FILE;

 

FILE是系统使用typedef定义出来的有关文件信息的一种结构体类型，结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。

声明FILE结构体类型的信息包含在头文件“stdio.h”中，一般设置一个指向FILE类型变量的指针变量，然后通过它来引用这些FILE类型变量。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。

 

C语言中有三个特殊的文件指针由系统默认打开，用户无需定义即可直接使用:
1）stdin： 标准输入，默认为当前终端（键盘），我们使用的scanf、getchar函数默认从此终端获得数据。
2）stdout：标准输出，默认为当前终端（屏幕），我们使用的printf、puts函数默认输出信息到此终端。
3）stderr：标准出错，默认为当前终端（屏幕），我们使用的perror函数默认输出信息到此终端。

（1）文件的打开

 任何文件使用之前必须打开

#include <stdio.h>
FILE * fopen(const char * filename, const char * mode);
功能：打开文件
参数：
    filename：需要打开的文件名，根据需要加上路径
    mode：打开文件的模式设置
返回值：
    成功：文件指针
    失败：NULL

第一个参数的几种形式

    FILE *fp_passwd = NULL;

    //相对路径：
    //打开当前目录passdw文件：源文件(源程序)所在目录
    FILE *fp_passwd = fopen("passwd.txt", "r");
    
    //打开当前目录(test)下passwd.txt文件
    fp_passwd = fopen(". / test / passwd.txt", "r");
    
    //打开当前目录上一级目录（相对当前目录）passwd.txt文件
    fp_passwd = fopen(".. / passwd.txt", "r");
        
    //绝对路径：
    //打开C盘test目录下一个叫passwd.txt文件
    fp_passwd = fopen("c://test//passwd.txt","r");

注意：

1）b是二进制模式的意思，b只是在Windows有效，在Linux用r和rb的结果是一样的

2）Unix和Linux下所有的文本文件行都是\n结尾，而Windows所有的文本文件行都是\r\n结尾

3）在Windows平台下，以“文本”方式打开文件，不加b：
　　当读取文件的时候，系统会将所有的 "\r\n" 转换成 "\n"
　　当写入文件的时候，系统会将 "\n" 转换成 "\r\n" 写入
　　以"二进制"方式打开文件，则读\写都不会进行这样的转换

4）在Unix/Linux平台下，“文本”与“二进制”模式没有区别，"\r\n" 作为两个字符原样输入输出

（2）文件的关闭

任何文件在使用后应该关闭：

1）打开的文件会占用内存资源，如果总是打开不关闭，会消耗很多内存

2）一个进程同时打开的文件数是有限制的，超过最大同时打开文件数，再次调用fopen打开文件会失败

3）如果没有明确的调用fclose关闭打开的文件，那么程序在退出的时候，操作系统会统一关闭。

#include <stdio.h>
int fclose(FILE * stream);
功能：关闭先前fopen()打开的文件。此动作让缓冲区的数据写入文件中，并释放系统所提供的文件资源。
参数：
    stream：文件指针
返回值：
    成功：0
    失败：-1

 

（3）按照字符读写文件fgetc、fputc

1）写文件

#include <stdio.h>
int fputc(int ch, FILE * stream);
功能：将ch转换为unsigned char后写入stream指定的文件中
参数：
    ch：需要写入文件的字符
    stream：文件指针
返回值：
    成功：成功写入文件的字符
    失败：返回-1

 

2）文件结尾

在C语言中，EOF表示文件结束符(end of file)。在while循环中以EOF作为文件结束标志，这种以EOF作为文件结束标志的文件，必须是文本文件。在文本文件中，数据都是以字符的ASCII代码值的形式存放。我们知道，ASCII代码值的范围是0~127，不可能出现-1，因此可以用EOF作为文件结束标志。

 

当把数据以二进制形式存放到文件中时，就会有-1值的出现，因此不能采用EOF作为二进制文件的结束标志。为解决这一个问题，ANSI C提供一个feof函数，用来判断文件是否结束。feof函数既可用以判断二进制文件又可用以判断文本文件。

#include <stdio.h>
int feof(FILE * stream);
功能：检测是否读取到了文件结尾。判断的是最后一次“读操作的内容”，不是当前位置内容(上一个内容)。
参数：
    stream：文件指针
返回值：
    非0值：已经到文件结尾
    0：没有到文件结尾

3）读文件

#include <stdio.h>
int fgetc(FILE * stream);
功能：从stream指定的文件中读取一个字符
参数：
    stream：文件指针
返回值：
    成功：返回读取到的字符
    失败：-1

 

4）练习：实现vi、cat

C语言实现vi命令

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main(int argc, char **args)
{
    if(argc < 2)
        return 0;
    FILE *fp=fopen(args[1],"w");
    char buf[1024];
    while(1)
    {
        //int i=0;
        fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
        if(strncmp(buf,":wq",3)==0)
        {
            break;
        }
         fputs(buf,fp);
    /*while(buf[i]!='\0')
    {
        fputc(buf[i],fp);
        i++;
    }*/   //另一种将数组内容传入文件指针指向文件的方法
    }

    fclose(fp);
    
    return 0;
}

C语言实现cat命令

法一：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main(int argc, char **args)
{
    if(argc < 2)
        return 0;
    FILE *fp=fopen(args[1],"r");
    char ch;
    while(!feof(fp))
    {
        ch=fgetc(fp);
        if(feof(fp))
        {
            break;
        }
        printf("%c",ch);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

法二：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main(int argc, char **args)
{
    if(argc < 2)
        return 0;
    FILE *fp=fopen(args[1],"r");
    char buf[100];
    while (!feof(fp)) //文件没有结束
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        char *p = fgets(buf, sizeof(buf), fp);
        if (p != NULL)
        {
            printf("%s", buf);
        }
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

 

（4）按照行读写文件fgets、fputs

1）写文件

#include <stdio.h>
int fputs(const char * str, FILE * stream);
功能：将str所指定的字符串写入到stream指定的文件中，字符串结束符 '\0'  不写入文件。 
参数：
    str：字符串
    stream：文件指针
返回值：
    成功：0
    失败：-1

2）读文件

#include <stdio.h>
char * fgets(char * str, int size, FILE * stream);
功能：从stream指定的文件内读入字符，保存到str所指定的内存空间，直到出现换行字符、读到文件结尾或是已读了size - 1个字符为止，最后会自动加上字符 '\0' 作为字符串结束。
参数：
    str：字符串
    size：指定最大读取字符串的长度（size - 1）
    stream：文件指针
返回值：
    成功：成功读取的字符串
    读到文件尾或出错： NULL

3）强化训练：文件版四则运算

有个文件大小不确定，每行内容都是一个四则运算表达式，还没有算出结果，写一个程序，自动算出其结果后修改文件。

 （5）按照格式化文件fprintf、fscanf

1）写文件

#include <stdio.h>
int fprintf(FILE * stream, const char * format, ...);
功能：根据参数format字符串来转换并格式化数据，然后将结果输出到stream指定的文件中，指定出现字符串结束符 '\0'  为止。
参数：
    stream：已经打开的文件
    format：字符串格式，用法和printf()一样
返回值：
    成功：实际写入文件的字符个数
    失败：-1

2）读文件

#include <stdio.h>
int fscanf(FILE * stream, const char * format, ...);
功能：从stream指定的文件读取字符串，并根据参数format字符串来转换并格式化数据。
参数：
    stream：已经打开的文件
    format：字符串格式，用法和scanf()一样
返回值：
    成功：参数数目，成功转换的值的个数
    失败： - 1

3）强化训练：文件版排序

 

 

 

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