文件操作
1.C文件概述
所谓“文件”是指一组相关数据的有序集合。这个数据集有一个名称,叫做文件名。实际上在前面的各章中我们已经多次使用了文件,例如源程序文件(.c,.cpp结尾的文件)、目标文件(将源文件编译后得到obj结尾的文件)、可执行文件(exe文件,dll链接库)、库文件 (头文件)等。
文件通常是驻留在外部介质(如磁盘等)上的,在使用时才调入内存中来。从不同的角度可对文件作不同的分类。从用户的角度看,文件可分为普通文件和设备文件两种。
操作系统是以文件为单位对数据进行管理的。
文件的分类:
- 从用户观点: 1.特殊文件(标准输入输出文件或标准设备文件); 2.普通文件(磁盘文件)
- 从操作系统的角度看,每一个与主机相连的输入、输出设备看作是一个文件。
例:输入文件:终端键盘;输出文件:显示屏和打印机 - 按数据的组织形式:
1.ASCII文件(文本文件):每一个字节放一个ASCII代码
2.二进制文件: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存放。
例如整数10000D在内存中的存储形式以及分别按ASCII码形式和二进制形式输出到磁盘中如下图所示:
ASCII文件和二进制文件的比较:
ASCII文件便于对字符进行逐个处理,也便于输出字符。但一般占存储空间较多,而且要花费转换时间。
二进制文件可以节省外存空间和转换时间,但一个字节并不对应一个字符,不能直接输出字符形式。
一般中间结果数据需要暂时保存在外存上,以后又需要输入内存的,常用二进制文件保存。
C语言对文件的处理方法:
- 缓冲文件系统:系统自动地在内存区为每一个正在使用的文件开辟一个缓冲区。用缓冲文件系统进行的输入输出又称为高级磁盘输入输出。
- 非缓冲文件系统:系统不自动开辟确定大小的缓冲区,而由程序为每个文件设定缓冲区。用非缓冲文件系统进行的输入输出又称为低级输入输出系统。
知识点:
- 在UNIX系统下,用缓冲文件系统来处理文本文件,用非缓冲文件系统来处理二进制文件。
- ANSI C 标准只采用缓冲文件系统来处理文本文件和二进制文件。
- C语言中对文件的读写都是用库函数来实现。
2.文件的打开与关闭
文件型指针变量: FILE *fp;
fp是一个指向FILE类型结构体的指针变量。
我们使fp指向某一个文件的结构体变量,从而通过该结构体变量中的文件信息能够访问该文件。
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。
FILE类型的数组: FILE f[5];定义了一个结构体数组f,它有5个元素,可以用来存放5个文件的信息。
一头雾水?不明白?接着看具体的使用就明白啦~
文件的打开(fopen函数)
函数调用:
FILE *fp;
fp = fopen(文件名,使用文件方式);
注意:
需要打开的文件名,也就是准备访问的文件的名字(加上路径);
使用文件的方式(“读”还是“写”等);
让哪一个指针变量指向被打开的文件。
文件使用方式:
对于文件使用方式有以下几点说明:
- 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。
- 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。
- 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。
- 在打开一个文件时,如果出错,fopen将返回一个空指针值NULL。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。
- 把一个文本文件读入内存时,要将ASCII码转换成二进制码,而把文件以文本方式写入磁盘时,也要把二进制码转换成ASCII码,因此文本文件的读写要花费较多的转换时间。对二进制文件的读写不存在这种转换。
3.文件的关闭(fclose函数)
函数调用:
fclose(文件指针);
函数功能:
使文件指针变量不指向该文件,也就是文件指针变量与文件“脱钩”,此后不能再通过该指针对原来与其相联系的文件进行读写操作。
返回值:
关闭成功返回值为0;否则返回EOF(-1)
4.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 fprinf
下面分别予以介绍。使用以上函数都要求包含头文件stdio.h。
5.字符读写函数:fgetc和fputc
fputc()函数调用:
fputc ( ch,fp ) ;
函数功能: 将字符(ch的值)输出到 fp 所指向的文件中去。
对于fputc函数的使用要说明几点:
- 用写或读写方式打开一个已存在的文件时将清除原有的文件内容,写入字符从文件首开始。如需保留原有文件内容,希望写入的字符以文件末开始存放,必须以追加方式打开文件。被写入的文件若不存在,则创建该文件。
- 每写入一个字符,文件内部位置指针向后移动一个字节。
- 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。可用此来判断写入是否成功。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void main() { FILE *fp; char ch, filename[20]; printf("Please input the filename you want to write: "); scanf("%s", filename); if( !(fp = fopen(filename, "wt+")))//"wt"读写打开或建立一个文本文件,允许读写 { printf("Cannot open the file!\n"); exit(0); // 终止程序 } printf("Please input the sentences you want to write: "); ch = getchar(); // 若注销本行,文件第一行会是空行,从第二行开始 ch = getchar(); while( ch != EOF ) // ctrl + z相当于EOF功能:ascall文件编码结束标志 { fputc(ch, fp); ch = getchar(); } fclose(fp); }
fgetc()函数调用:
ch = fgetc(fp);
函数功能: 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函数的使用要说明几点:
- 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。
- 在文件内部有一个位置指针。用来指向文件的当前读写字节。
- 在文件打开时,该指针总是指向文件的第一个字节。使用fgetc 函数后,该位置指针将向后移动一个字节。因此可连续多次使用fgetc函数,读取多个字符。
- 应注意文件指针和文件内部的位置指针不是一回事。
- 文件指针是指向整个文件的,须在程序中定义说明,只要不重新赋值,文件指针的值是不变的。
- 文件内部的位置指针用以指示文件内部的当前读写位置,每读写一次,该指针均向后移动,它不需在程序中定义说明,而是由系统自动设置的。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void main() { FILE *fp; char ch, filename[20]; printf("Please input the filename you want to write: "); scanf("%s", filename); if( !(fp = fopen(filename, "r"))) { printf("Cannot open the file!\n"); exit(0); // 终止程序 } while( ch != EOF ) // ctrl + z { ch = fgetc(fp); putchar(ch); } fclose(fp); }
补充1:
从一个文本文件顺序读入字符并在屏幕上显示出来:
ch = fgetc(fp); while(ch!= EOF) { putchar(ch); ch = fgetc(fp); }
注意:EOF不是可输出字符,因此不能在屏幕上显示。由于字符的ASCII码不可能出现-1,因此EOF定义为-1是合适的。当读入的字符值等于-1时,表示读入的已不是正常的字符而是文件结束符。
补充2:
从一个二进制文件顺序读入字符:
while(!feof(fp)) { ch = fgetc(fp); }
注意:ANSI C提供一个feof()函数来判断文件是否真的结束。如果是文件结束,函数feof(fp)的值为1(真);否则为0(假)。以上也适用于文本文件的读取。
作业:图片、文件合成器
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void main() { FILE *f_file, *f_pic, *f_finish; char ch, pic_name[20], file_name[20], finish_name[20]; printf("请输入要合成的图片、文件名称: \n"); printf("图片: "); scanf("%s", pic_name); printf("文件: "); scanf("%s", file_name); printf("结果: "); scanf("%s", finish_name); if( !(f_pic = fopen(pic_name, "rb"))) { printf("Cannot open the ficture %s!\n", pic_name); exit(0); // 终止程序 } if( !(f_file = fopen(file_name, "rb"))) { printf("Cannot open the file %s!\n", file_name); exit(0); // 终止程序 } if( !(f_finish = fopen(finish_name, "wb"))) { printf("Cannot open the file %s!\n", finish_name); exit(0); // 终止程序 } while( !feof(f_pic) )//feof()函数作用是测试是否数据流到了结尾,返回0代表不是在文件结尾 { ch = fgetc(f_pic); fputc(ch, f_finish); } fclose(f_pic); while( !feof(f_file) ) { ch = fgetc(f_file); fputc(ch, f_finish); } fclose(f_file); fclose(f_finish); system("pause")//目的是整个程序结束时暂停一下,来自stdlib库 }
6.字符串读写函数:fgets和fputs
fgets函数调用形式如:fgets(str,n,fp);
函数作用:从fp所指的文件中读出n-1个字符送入字符数组str中,因为在最后加一个’\0’。
返回值:str的首地址
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define LEN 31 void main() { FILE *fp; char buffer[LEN]; if( !(fp = fopen("fishc.txt","rt"))) { printf("\nCannot open file strike any key exit!"); exit(1); } fgets(buffer, LEN, fp); printf("%s\n", buffer); fclose(fp); }
fputs函数调用方式:fputs(“FISHC”,fp);
函数作用:其意义是把字符串“FISHC”写入fp所指的文件之中。
返回值:输入成功,返回值为0;输入失败,返回EOF.
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define LEN 20 void main() { FILE *fp; char ch, buffer[LEN]; if( !(fp = fopen("fishc.txt", "at+"))) { printf("Cannot open file strike any key exit!"); exit(1); } printf("Please input a string:\n"); fgets(buffer, LEN, stdin); // 为什么不用scanf()?不能接受回车和空格键。 stdin又是啥?指的是键盘输入文件 fputs(buffer, fp); rewind(fp); // 重新定义文件内部指针去到开头处 ch = fgetc(fp); while( ch != EOF ) { putchar(ch); ch = fgetc(fp); } printf("\n"); fclose(fp); }
7.数据块读写函数(fread()和fwrite())
函数调用:
read (buffer, size, count, fp);
fwrite(buffer, size, count, fp);
参数说明:
buffer:是一个指针。
对fread 来说,它是读入数据的存放地址。
对fwrite来说,是要输出数据的地址(均指起始地址)。
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。
使用举例,若有如下结构类型:
struct student_type {char name[10]; int num; int age; char addr[30];} stud[40];
可以用fread和fwrite来进行数据的操作:
for(i=0;i<40;i++) fread(&stud[i],sizeof(struct student-type),1,fp); for(i=0;i<40,i++) fwrite(&stud[i],sizeof(struct student-type),1,fp);
作业:从键盘输入4个学生的有关数据,然后把它们以二进制的格式存储到磁盘文件中。
#include <stdio.h> #define SIZE 4 struct student { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; }stu[SIZE]; void save() { FILE *fp; int i; if( !(fp = fopen("student-list", "wb"))) { printf("Cannot open the file!\n"); return; } for( i=0; i < SIZE; i++ ) { if( fwrite(&stu[i], sizeof(struct student), 1, fp) != 1 ) { printf("File write error!\n"); fclose(fp); } } } void main() { int i; printf("Please input the student's name, num, age and address: \n"); for( i=0; i < SIZE; i++ ) { scanf("%s %d %d %s", stu[i].name, &stu[i].num, &stu[i].age, &stu[i].addr); } save(); } // 作业: 写一个load()函数将该文件读取并显示出来! 聪明如你,认真思考一定能做到的!
#include <stdio.h> #define SIZE 4 struct student { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; }stu[SIZE]; void load(); void main() { int i; load(); printf(" name num age address\n\n"); for( i=0; i < SIZE; i++ ) { printf("%10s %5d %5d %10s\n", stu[i].name, stu[i].num, stu[i].age, stu[i].addr); } } // 作业: 写一个load()函数将该文件读取并显示出来! 聪明如你,认真思考一定能做到的! void load() { FILE *fp; int i; if( !(fp = fopen("student-list", "r"))) { printf("Cannot open the file!\n"); return; } for( i=0; i < SIZE; i++ ) { fread(&stu[i], sizeof(struct student), 1, fp); } fclose(fp); }
8.格式化读写函数(fprintf()和fscanf())
函数调用:
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);
函数功能: 从磁盘文件中按格式读入或输出字符。
例如:
fprintf(fp, "%d,%6.2f", i, t);
fscanf (fp, "%d,%f", &i, &t);
9.顺序读写和随机读写
顺序读写:位置指针按字节位置顺序移动。
随机读写:读写完上一个字符(字节)后,并不一定要读写其后续的字符(字节),而可以读些文件中任意位置上所需要的字符(字节)。
10.fseek函数(一般用于二进制文件)
函数功能:改变文件的位置指针
函数调用形式:fseek(文件类型指针,位移量,起始点)
起始点:
文件开头 SEEK_SET 0
文件当前位置 SEEK_CUR 1
文件末尾 SEEK_END 2
位移量:以起始点为基点,向前移动的字节数。
fseek函数应用举例:
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,50L, 2); 将位置指针从文件末尾处向后退50个字节
fseek(fp,i*sizeof(struct stu),0); 将位置指针移到离文件头i*sizeof(struct stu)这个距离处。
例子:在学生文件stu_list中读出第二个学生的数据。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> struct student { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; }boy; void main() { FILE *fp; int i=1; // 用于定位第 i 个结构 if( !(fp = fopen("student-list", "r"))) { printf("Cannot open the file!\n"); return; } rewind(fp); fseek(fp, i*sizeof(struct student), 0); fread(&boy, sizeof(struct student), 1, fp); printf("name\tnumber age addr\n"); printf("%s\t%5d %7d %s\n", boy.name, boy.num, boy.age, boy.addr); system("pause"); }
11.ftell函数
函数作用:得到流式文件中的当前位置,用相对于文件开头的位移量来表示。
返回值:返回当前位置,出错时返回-1L。在文件头返回0。
应用举例:
i = ftell(fp);
if(i == -1L) printf(“error\n”);
12.出错的检测
ferror函数调用形式:ferror(fp);
返回值:返回0,表示未出错;返回非0,表示出错。
注意:在调用一个输入输出函数后立即检查ferror函数的值,否则信息会丢失。在执行fopen函数时,ferror函数的初始值自动置为0。
clearerr函数调用形式:clearerr(fp);
函数作用:使文件错误标志和文件结束标志置为0。
注意:只要出现错误标志,就一直保留,直到对同一文件调用clearerr函数或rewind函数,或任何其他一个输入输出函数。
文件操作小结: