文件读写

从文件编码的方式来看，文件可分为ASCII码文件和二进制码文件两种。

ASCII文件也称为文本文件，这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节，用于存放对应的ASCII码。ASCII码文件可在屏幕上按字符显示。

二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。二进制文件虽然也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂。

C系统在处理这些文件时，并不区分类型，都看成是字符流，按字节进行处理。输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。因此也把这种文件称作“流式文件”。

1、文件的打开与关闭

文件在进行读写操作之前要先打开，使用完毕要关闭。所谓打开文件，实际上是建立文件的各种有关信息，并使文件指针指向该文件，以便进行其它操作。关闭文件则断开指针与文件之间的联系，也就禁止再对该文件进行操作。

在C语言中，文件操作都是由库函数来完成的。在本章内将介绍主要的文件操作函数。

在stdio.h文件中，有结构体类型FILE。

typeof struct

{ short level;

unsigned flags;

char fd;

unsigned char hold;

short bsize;

unsigned char *buffer;

unsigned ar *curp;

unsigned istemp;

short token;

} FILE;

可以定义文件类型数组，例如：FILE f[5];

可以定义文件类型指针，例如：FILE *fp;——fp指向某一个文件的结构体变量。

如果有n个文件，一般应设n个指针变量，使它们分别指向n个文件，以实现对文件的访问。

1.1 文件的打开(fopen函数)

fopen（）函数用来打开一个文件，其调用的一般形式为：

文件指针名=fopen(文件名,使用文件方式);

其中，“文件指针名”必须是被说明为FILE 类型的指针变量；

“文件名”是被打开文件的文件名；

“使用文件方式”是指文件的类型和操作要求；

“文件名”是字符串常量或字符串数组。

例如：

FILE *fp；

fp=("file a","r");

其意义是在当前目录下打开文件file a，只允许进行“读”操作，并使fp指向该文件。

又如：

FILE *fphzk

fphzk=("c:\\hzk16","rb")

其意义是打开C驱动器磁盘的根目录下的文件hzk16，这是一个二进制文件，只允许按二进制方式进行读操作。两个反斜线“\\ ”中的第一个表示转义字符，第二个表示根目录。

使用文件的方式共有12种，下面给出了它们的符号和意义。

文件使用方式

意义

“rt” 只读打开一个文本文件，只允许读数据
“wt” 只写打开或建立一个文本文件，只允许写数据
“at” 追加打开一个文本文件，并在文件末尾写数据
“rb” 只读打开一个二进制文件，只允许读数据
“wb” 只写打开或建立一个二进制文件，只允许写数据
“ab” 追加打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据
“rt+” 读写打开一个文本文件，允许读和写
“wt+” 读写打开或建立一个文本文件，允许读写
“at+” 读写打开一个文本文件，允许读，或在文件末追加数据
“rb+” 读写打开一个二进制文件，允许读和写
“wb+” 读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写
“ab+” 读写打开一个二进制文件，允许读，或在文件末追加数据

对于文件使用方式有以下几点说明：

1) 文件使用方式由r,w,a,t,b，+六个字符拼成，各字符的含义是：

r(read): 读
w(write): 写
a(append): 追加
t(text): 文本文件，可省略不写
b(banary): 二进制文件
+: 读和写

2) 凡用“r”打开一个文件时，该文件必须已经存在，且只能从该文件读出。

3) 用“w”打开的文件只能向该文件写入。若打开的文件不存在，则以指定的文件名建立该文件，若打开的文件已经存在，则将该文件删去，重建一个新文件。

4) 若要向一个已存在的文件追加新的信息，只能用“a”方式打开文件。但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。

5) 在打开一个文件时，如果出错，fopen将返回一个空指针值NULL（被定义为0）。在程序中可以用这一信息来判别是否完成打开文件的工作，并作相应的处理。因此常用以下程序段打开文件：

if((fp=fopen("c:\\hzk16","rb")==NULL)
{ printf("\nerror on open c:\\hzk16 file!");
getch();
exit(1);
}

这段程序的意义是，如果返回的指针为空，表示不能打开C盘根目录下的hzk16文件，则给出提示信息“error on open c:\ hzk16 file!”，下一行getch()的功能是从键盘输入一个字符，但不在屏幕上显示。在这里，该行的作用是等待，只有当用户从键盘敲任一键。Exit函数用于关闭所有文件，终止正在执行的程序。

1.2 文件的关闭

fclose函数关闭文件：

fclose(文件指针);

例如，fclose(fp);如果顺利关闭，则返回值为0，否则返回EOF(-1)。可以用ferror函数来测试。

2、文件的读写

对文件的读和写是最常用的文件操作。在C语言中提供了多种文件读写的函数：

·字符读写函数：fgetc和fputc

·字符串读写函数：fgets和fputs

·数据块读写函数：freed和fwrite

·格式化读写函数：fscanf和fprintf

下面分别予以介绍。使用以上函数都要求包含头文件<stdio.h>。

2.1 字符读写函数fgetc和fputc

字符读写函数是以字符(字节)为单位的读写函数。每次可从文件读出或向文件写入一个字符。

1. 读字符函数fgetc

fgetc函数的功能是从指定的文件中读一个字符，函数调用的形式为：

字符变量=fgetc(文件指针)；

例如：

ch=fgetc(fp);

其意义是从打开的文件fp中读取一个字符并送入ch中。

对于fgetc函数的使用有以下几点说明：

1) 在fgetc函数调用中，读取的文件必须是以读或读写方式打开的。

2) 读取字符的结果也可以不向字符变量赋值，fgetc(fp);

函数返回一个文件结束标志EOF(即-1)。如果想将一个磁盘文件顺序读入字符并在屏幕上显示出来，可以用：

ch=fgetc(fp);

while(ch!=EOF)

{ putchar(ch);

ch=fgetc(fp);

}

如果读入的数字恰好是-1，这恰好是EOF的值，为了解决这个问题，提供一个feof函数来判断文件是否真的结束。如果文件结束，feof(fp)函数的值为1，否则为0。循环条件改为：

while(!feof(fp))

{ putchar(ch);

ch=fgetc(fp);

}

但是读出的字符不能保存。

2. 写字符函数fputc

fputc函数的功能为：将一个字符写入磁盘文件中去。

fputc(字符量，文件指针)，例如：

fputc('a',fp);

其意putc函数的使用也要说明几点：

fputc函数有一个返回值，如写入成功则返回写入的字符，否则返回一个EOF。可用此来判断写符，写入一个文件，再把该文件内容读出显示在屏幕上。

【例1】从键盘输入一些字符，逐个写入到磁盘上去，直到输入一个“#”为止。

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

main()

{

FILE *fp;

char ch,filename[10];

scanf("%s",filename);

if((fp=fopen(filename,"w"))==NULL)

{

printf("cannot open file\n");

exit(0);

}

ch=getchar();

while(ch!='#')

{

fputc(ch,fp);

putchar(ch);

ch=getchar();

}

putchar(10);

fclose(fp);

}

【例2】将一个磁盘文件中的信息复制到另一个磁盘文件中。

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

main()

{

FILE *in,*out;

char ch,infile[10],outfile[10];

printf("请输入被复制文件名:\n");

scanf("%s",infile);

printf("请输入复制到文件名:\n");

scanf("%s",outfile);

if((in=fopen(infile,"r"))==NULL)

{

printf("cannot open infile\n");

exit(0);

}

if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL)

{

printf("cannot open outfile\n");

exit(0);

}

while(!feof(in)) fputc(fgetc(in),out);

fclose(in);

fclose(out);

}

fgets()与fputs()函数

原型 char * fgets(char * s, int n,FILE *stream);

参数：

s: 字符型指针，指向存储读入数据的缓冲区的地址。

n: 从流中读入n-1个字符

stream ：指向读取的流。

返回值：

1. 当n<=0 时返回NULL，即空指针。

2. 当n=1 时，返回空串"".

3. 如果读入成功，则返回缓冲区的地址。

4. 如果读入错误或遇到文件结尾(EOF)，则返回NULL.

看看这个函数的官方说明：

/***
*char *fgets(string, count, stream) - input string from a stream
*
*Purpose:
* get a string, up to count-1 chars or '\n', whichever comes first,
* append '\0' and put the whole thing into string. the '\n' IS included
* in the string. if count<=1 no input is requested. if EOF is found
* immediately, return NULL. if EOF found after chars read, let EOF
* finish the string as '\n' would.
*
*Entry:
* char *string - pointer to place to store string
* int count - max characters to place at string (include \0)
* FILE *stream - stream to read from
*
*Exit:
* returns string with text read from file in it.
* if count <= 0 return NULL
* if count == 1 put null string in string
* returns NULL if error or end-of-file found immediately
*
*Exceptions:
*
*******************************************************************************/

标准库中fgets(...)的实现：

/****************************************************

char *fgets(char *s, int n, FILE *stream)

{

cs=s;

while(--n>0 &&(c = getc(stream))!=EOF)

if ((*cs++= c) =='\n')

break;

*cs ='\0';

return (c == EOF && cs == s) ?NULL :s ;

}

/********************************************************

在用fgets(..)读入数据时，先定义一个字符数组或字符指针，如果定义了字符指针，那么一定要初始化。

example:

char s[100]; //可以。

char *s; //不可以，因为只是声明了一个指针。但并没有为它分配内存缓冲区。

所以，如果要用指针，则 char *s=(char *)malloc(100*sizeof(char)); 为其分配内存空间,c++中用char *s=new char [100]; 如果为分配内存空间，编译时不会检查出问题，但运行时会出现未知错误。。

fgets(...)读入文本行时的两种情况。

1。如果n大于一行的字符串长度，那么当读到字符串末尾的换行符时，fgets(..)会返回。并且在s的最后插入字符串结束标志'\0'。而s缓冲区剩余的位置不会再填充。

example：

123abc

fgets(s,10,fp);

此时，读入七个字符，123abc\n,实际上还有最后的'\0',所以，strlen(s)=7; 如果要去除末尾的\n，s[strlen(s)-1]='\0';便可。

2. 如果n小于等于一行的字符串的长度，那么读入n-1个字符，此时并没有读入\n因为并没有到行尾，同样在最后会插入'\0'.

example:

123abc

char s[5];

fgets(s,5,fp);

这时读入4个字符，123a,并没有换行符，所以strlen(s)=4.

fgets(...)读入整个文件内容

通常用while()循环来使fges()读入文本全部内容，并按行读入。

char s[1024];

while((fgets(s,1024,fp))!=NULL)

{

printf(s);

}

当然如果n小于每行的字符个数，也可以读，只不过读的次数要多。

假设一行为： 123456789

char s[2];

int num=0;

while((fgets(s,2,fp))!=NULL)

{

printf(s);

n++;

}

每次读入一个字符，最后也会读完一行，num=10，读了十次，所以，fgets若没遇到换行符，会接着从前一次的位置继续读入n-1个字符,只要是文本流没关闭。

读入空行的情况：

第一行 abcdef123

第二行

第三行 helloworld

其中第二行为空，fget(..)会把第二行也读入，因为并未到文件结尾。

有时我们并不需要空行，可以这样做。

while((fgets(s,n,fp))!=NULL)

{

if(strlen(s)!=1) //注意这儿是1不是0，因为尽管是空行，它也会读入换行符，strlen(s)=1;

printf(s);

}

fgets(...)从标准设备读数据。

用fgets(...)还也读入标准输入设备(一般为键盘)的信息

原型： fgets(s,n,stdin);

假设在控制台下，我们可以用fgets(...)替代gets(),读入键盘输入的信息，fgets()是安全的，因为不会像gets()有溢出的可能。。

比如：输入 abc

fgets(s,n,stdin)也会读入n-1个字符。但是只是从stdin流读入。。。

C语言中fgets(...)从流中读入输入，相反fputs(...)向文件写入数据。

对于ANSI C 程序，运行时系统会打开至少三个流，这3个流包括：

1. 标准输入 standard input . 标准定义为stdin.

2 标准输出 standard output. 标准定义为stdout

3. 标准错误 standard error. 标准定义为stderr.

同时用FILE 结构指向这三个流。。

fputs(...)用于向这三个流写入数据。

原型 int fputs(char *s, FILE *stream);

s 为字符指针，这儿既可以用字符数组，还可以字符指针，也可以直接使用字符串常量做为参数。

example：

FILE *fp=fopen("test.txt","w");

char s1[20]="hello world";

char *s2="hello C＂；

　　　fputs(s1,fp); // 数组名

fputs(s2,fp); //字符指针

fputs("hello",fp); //字符串常量

上面三种用法都是可以的，实质上， C语言中字符串的直接值其实都是指针。

返回值：

如果写入成功，则返回非0,此时编译器默认为返回1.

如果写入错误，则返回EOF。

注意： fputs(char *s, FILE *stream) 函数向文件写入数据成功后，文件位置指针会自动向后移。

fputs(...)向屏幕输出数据。

既然FILE 结构可以指向三种流，当然也可以指向stdout 流

所以：

fputs("hello world",stdout);

就是想屏幕输出hello word.

最后来看看fputs(...)函数的标准库实现：

int fputs(char *s, FILE *stream)

{

int c;

while(c =*s++) //从这儿可以看出，fputs不会向流写入字符串结尾的空字符。

putc(c,stream);

return ferror(stream)? EOF: 非负值

}

2.2 fread函数与fwrite函数

用于读入一组数据，比如一个实数或一个结构体变量的值。调用形式为：

fread(buffer,size,count,fp)

fwrite(buffer,size,count,fp)

其中：buffer是一个指针，对fread是读入数据的存放地址。对fwrite是要输出数据的地址。

size：要读写的字节数

count：要进行读写多少个size字节的数据项

fp：文件型指针。

Eg：fp(f,4,2,fp); ——fp所指向的文件读入2个4个字节的数据，存储到数组f中。

假设有如下结构体：

struct student_type

{

char name[10];

int num;

int age;

char addr[30];

}stud[40];

假设以上学生数据已存放在磁盘文件中，可以用下面for语句和fread函数读入40个学生的数据：

for(i=0;i<40;i++)

fread(&stud[i],sizeof(struct student_tpye),1,fp);

同样的，用for语句和fwrite函数可以将内存中的学生数据输出到磁盘文件中去：

for(i=0;i<40;i++)

fwrite(&stud[i],sizeof(struct student_tpye),1,fp);

如果fread或fread函数调用成功，则函数返回值为count的值，即输入或输出数据项的完整个数。

【例3】将两条记录写入文件中

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

struct record

{ char name[10];

int age;

};

int main(void)

{ struct record array[2] = {{"Ken", 24}, {"Knuth", 28}};

FILE *fp = fopen("recfile", "w");

if (fp == NULL)

{

perror("Open file recfile");

exit(1);

}

fwrite(array, sizeof(struct record), 2, fp);

fclose(fp);

return 0;

}

发现生成的文件recfile不能直接打开。

原因：我们把一个struct record结构体看作一条记录，由于结构体中有填充字节，每条记录占12字节，把两条记录写到文件中共占24字节。该程序生成的recfile文件是二进制文件而非文本文件，因为其中不仅保存着字符型数据，还保存着整型数据24和28（在od命令的输出中以八进制显示为030和034）。

通过readrec程序读取文件recfile的内容，说明writerec程序的确记录成功写入recfile中。

【例4】将例3中写入的记录读取出来。

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

struct record

{ char name[10];

int age;

};

int main(void)

{ struct record array[2];

FILE *fp = fopen("recfile", "r");

if (fp == NULL)

{

perror("Open file recfile");

exit(1);

}

fread(array, sizeof(struct record), 2, fp);

printf("Name1: %s\tAge1: %d\n", array[0].name, array[0].age);

printf("Name2: %s\tAge2: %d\n", array[1].name, array[1].age);

fclose(fp);

return 0;

}

fwrite和fread的应用举例：

1.将一个字符串写入文件：

char *str="hello,I am a test program!";

fwrite(str,sizeof(str),strlen(str),fp)

2.将一个字符数组写入文件：

char str[]={'a','b','c','d','e'};

fwrite(str,sizeof(char),sizeof(str),fp)
3.将一个整型数组写入文件：
int a[]={12,33,23,24,12};
先计算数组元素个数nmemb,之后
fwrite(a,sizeof(int),nmemb,fp)
注：由于程序生成的文件是二进制文件而非文本文件，因此，不用机器，整数的表达不同，
所以无法直接打开生成文件。可通过fread函数检验数据是否写入文件。

3、fprintf函数和fscanf函数

与printf函数和scanf函数类似，唯一不同的是：fprintf函数和fscanf函数读写对象不是终端而是磁盘文件。

fprintf(文件指针，格式字符串，输出表列)；

fscanf(文件指针，格式字符串，输入表列)；

例如：

fprintf(fp,”%d,%6.2f”,i,t);

作用：将整形变量i和实型变量t的值按%d和%6.2f的格式输出到fp所指向的文件上。

fscanf(fp,”%d,% f”,&i,&t);

【例5】

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

void main()

{

int i=10;

float t=3.14;

FILE *fp;

if((fp=fopen("example_5.txt","w"))==NULL)

printf("cannot open file\n");

fprintf(fp,"%d,%6.2f",i,t);

}

4、文件定位

1）rewind函数：使位置指针重新返回文件的开头，此函数无返回值。

【例6】有一个磁盘文件，第一次将它的内容显示在屏幕上，第二次将它复制到另一个文件中。

#include "stdio.h"

void main()

{

FILE *fp1,*fp2;

fp1=fopen("file1.c","r");

fp2=fopen("file2","w");

while(!feof(fp1)) putchar(getc(fp1));

rewind(fp1);

while(!feof(fp1)) putc(getc(fp1),fp2);

fclose(fp1);

fclose(fp2);

}

2）fseek函数：按指定顺序随机读写。

fseek(文件类型指针，位移量，起始点)

起始点：0—文件开始位置；1—当前位置；2—文件末尾

fseek(fp,100L,0); 将位置指针移到离文件头100个字节处

fseek(fp,50L,1); 将位置指针移到离当前位置50个字节处

fseek(fp,-10L,2); 将位置指针从文件末尾处向后退10个字节

【例7】在磁盘文件上存有10个学生的数据。要求将第1、3、5、7、9个学生数据输入计算机，并在屏幕上显示出来。

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#define SIZE 5

struct student

{

char name[10];

int num;

int age ;

char sex;

}stud[SIZE];

void main()

{

int i;

FILE *fp;

if((fp=fopen("stud_data","rb"))==NULL)

{

printf("cannot open file\n");

exit(0);

}

for(i=0;i<SIZE;i+=2)

{

fseek(fp,i*sizeof(struct student),0);

fread(&stud[i],sizeof(struct student),1,fp);

printf("%s %d %d %c\n",stud[i].name,stud[i].num,stud[i].age,stud[i]. sex);

}

fclose(fp);

}

5、出错检测

ferror函数：在调用各种输入输出函数时，如果出现了错误，除了函数返回值可以反映错误外，还可以用ferror函数检查。

feeror(fp); 返回值为0表示为出错；返回为非零值，表示出错。

在执行fopen函数时，feeror函数的初始值自动置为0。

clearerr函数：将文件错误标志和文件结束标志置为0。

clearerr(fp);将ferror(fp)的值变为0

posted on 2018-10-30 17:43 blogernice 阅读(562) 评论(0) 编辑收藏举报

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文件读写

1、文件的打开与关闭

2、文件的读写

3、fprintf函数和fscanf函数

4、文件定位

5、出错检测