【C进阶】—— 一篇文章带你学会C语言的文件操作

这篇文章，我们再来一起学习一个新知识——C语言中的文件操作，一起来学习吧！！！

1. 为什么要使用文件

相信大家对于“文件”这个词应该都不陌生，肯定都会有一些自己的理解，而且大家之前肯定都使用过文件，比如在我们的电脑上就有很多文件。

那现在我们来思考一个问题： 为什么要使用文件？

比如我们用C语言写了一个通讯录的程序，当通讯录运行起来的时候，可以给通讯录中增加、删除数据，此时数据是存放在内存中，当程序退出的时候，通讯录中的数据自然就不存在了，等下次运行通讯录程序的时候，数据又得重新录入，如果使用这样的通讯录就很难受。 我们想既然是通讯录就应该把信息记录下来，只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。 那这就涉及到了数据持久化的问题。

那大家想一下：我们平时数据持久化的方法一般有哪些呢？

比如：把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。 大家想一下，我们自己电脑磁盘上存放的文件，不就是持久化的文件嘛，只要我们不删除，就算隔很长时间再次打开，里面的数据是不是还在啊。

那现在，我们就应该知道为什么要使用文件了：

使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上，做到了数据的持久化。

2. 什么是文件

我们电脑磁盘里面存放的就是文件：

在这里插入图片描述

但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：

程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的）。

2.1 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）。 比如我们平时写的代码：

在这里插入图片描述

2.2 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。

我们本篇文章讨论的是数据文件，即如何用C语言去操作数据文件。

在以前我们所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从键盘输入数据，运行结果显示到显示器（屏幕）上。 其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上文件。

2.3 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。 为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

文件名包含3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀 比如： c:\code\test.txt

3. 文件的打开和关闭

那知道了什么是文件，接下来我们就来学习对文件的操作，首先，我们先来学习文件的打开和关闭。 那为什么要有文件的打开和关闭呢？

就好比有一瓶水，我们想取出里面的水，或者往里面倒水，是不是都要先打开瓶子，然后才能对里面的水进行操作啊，当然最后我们最好把盖子盖上。 水瓶如此，文件亦然。 对于文件来说，我们想对它进行操作，也需要先打开它，然后再进行相应的操作，最后，我们也要关闭文件。

3.1 文件指针

首先我们来了解一个概念——文件指针。 那什么是文件指针呢？

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。该结构体类型是由系统声明的，取名FILE（是一个结构体类型）。

在这里插入图片描述

例如，VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有对文件类型FILE的申明：

struct _iobuf {
        char *_ptr;
        int   _cnt;
        char *_base;
        int   _flag;
        int   _file;
        int   _charbuf;
        int   _bufsiz;
        char *_tmpfname;
       };
typedef struct _iobuf FILE;

不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同，但是大同小异。 每当打开一个文件的时候，系统会根据文件的情况自动创建一个FILE结构的变量，并填充其中的信息，使用者不必关心细节。

那既然我们不知道文件信息区相关细节，我们怎么去操作对应的文件呢？ 一般情况下，我们都是通过一个FILE*的指针来维护这个FILE类型结构体的变量，这样使用起来更加方便。

而这个FILE*的指针其实就是文件指针。 比如： FILE* pf；——文件指针变量 这里定义的pf就是一个指向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。

比如：

在这里插入图片描述

3.2 如何打开和关闭文件

文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件。

编写程序时，在打开文件的同时，都会返回一个FILE*的指针变量指向该文件，也相当于建立了指针和文件的关系。

ANSIC （美国国家标准协会（ANSI）及国际标准化组织（ISO）推出的关于C语言的标准）规定使用fopen函数来打开文件，fclose来关闭文件。

3.2.1. 打开文件：fopen

既然要使用fopen来打开文件，那我们就先来学习一下fopen这个函数吧。

在这里插入图片描述

有两个参数，分别是干什么的呢？

先来看第一个参数const char * filename

在这里插入图片描述

其实就是用来接收我们要打开的文件的文件名。

那第二个呢？

const char * mode是用来接收我们打开文件的模式。 都有哪些模式呢？

在这里插入图片描述

大家先了解一下，我们后面用到了再详细说。

那它的返回值呢？

是FILE *，这是什么，是不是就是我们前面提到的文件指针类型啊，它创建的指针变量就指向当前打开文件的文件信息区（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。

好了，那了解了打开文件的函数fopen，我们就尝试写一个打开文件的代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	return 0;
}

那这段代码的意思就是以只写的方式w打开一个名为test.txt文件（对于w方式来说，如果该文件不存在，会创建一个新文件）。然后将其返回值赋给文件指针FILE* pf。

既然提到返回值了，那我们思考一下，函数fopen打开文件有没有可能打开失败啊，失败的话返回什么？

当然是有可能的。

在这里插入图片描述

如果打开失败，将会返回一个空指针。 那既然有可能返回空指针，我们是不是最后对它的返回值判断一下，或断言一下，不是空指针，我们再使用。

那我们继续往下写代码：

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	
	//关闭文件
	return 0;
}

如果成功打开，那我们就可以继续下面的操作了。

3.2.2 关闭文件：fclose

那最后我们是不是要关闭文件呢？怎么关呢？

使用fclose函数，我们来学习一下：

在这里插入图片描述

我们看到，它只有一个参数FILE * stream 用来接收什么呢？

在这里插入图片描述

其实FILE * stream就是用来接收我们要关闭的文件对应的文件指针。 再看一下返回值：

在这里插入图片描述

那现在我们就可以关闭上面打开的文件了：

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");//相对路径
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

fclose(pf);就可以了。 但是要注意fclose关闭文件是不会将文件指针置空的，但是文件关闭后它指向的文件信息区就没有了，所以我们最好手动将它置空pf = NULL，这样pf 就不再是野指针了。

那这就是一个完整的打开和关闭文件的过程。

3.2.3 补充

那接下来再给大家补充一点：

我们上面不是说一个完整的文件名报含3部分嘛：

在这里插入图片描述

但是上面我们打开的文件它的文件名是不是只有后两个部分，没有带上文件路径啊。 而且test.txt这个文件其实在我电脑上是不存在的，我们上面说过对于w方式来说，如果该文件不存在，会创建一个新文件。 那这样它会创建到哪里呢？ 其实这样也是可以的，如果我们不带路径，它会默认创建到当前工程所在的路径（或者说就跟我们写的代码放在一块了）

我们可以验证一下

运行代码前，代码所在的文件夹是这样的：

在这里插入图片描述

好，运行代码结束：

在这里插入图片描述

那如果我们带上一个路径呢？像这样：

FILE* pf = fopen("c:\\code\\test.txt", "w");//绝对路径

注意：这里'\'写了两个，防止其被解析为转义字符。 那此时这个文件就会创建到我们指定的这个路径下，当然前提是你给的路径得是存在的。 运行看一下：

在这里插入图片描述

就存在了。

那学会了了打开和关闭文件，接下来我们就来学习一下文件的读写。

4. 文件的顺序读写

首先我们来来学习顺序读写。

开始之前，我们先来回忆一个东西，我们已经熟悉的scanf和printf。

scanf的作用是什么啊？ 是不是可以将我们在键盘（外部设备）上敲出来的信息输入（读操作）到内存。 printf呢？ 是不是可以将内存里的东西输出（写操作）到屏幕（外部设备）上。

在这里插入图片描述

那这是我们已经知道的。 那我们今天要做的是：

把内存中的数据放到文件中，这叫做输出操作（写操作） 把文件中的数据放入内存中，这叫做输入操作（读操作）。

那文件的输入输出函数都有哪些呢？

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

好，那接下来我们就来学习一下这些函数：

4.1 fputc

fputc可以把字符一个一个的写入到文件中。（将字符写入文件流）。

来学习一下这个函数：

在这里插入图片描述

看一下它的参数和返回值：

在这里插入图片描述

第一个参数int character就是接收我们要写入的字符。 第二个参数FILE * stream接收目标文件的文件指针。

练习一下，我们现在就尝试在我们上面打开的文件test.txt中写入一些数据：

我们先写3个字符'a'，'b'，'c'。

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	fputc('c', pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

那我们运行代码验证一下：

在这里插入图片描述

写进去了。

我们想把26个字母都写进去呢？

那就可以用一个for循环：

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 26; i++)
	{
		fputc('a' + i, pf);
	}

看看效果：

在这里插入图片描述

4.2 fgetc

fgetc就是从文件流中获取字符。 学习一下：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

fgetc只有一个参数FILE * stream，接收一个文件指针，我们想从哪个文件中获取字符，把该文件对应的文件指针传给它就行了。 返回值为int ，其实就是对应字符的ASCII码值，失败返回EOF。

我们来练习一下，就从刚才上面的文件获取一些数据打印出来：

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}

	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

那我们就可以这样写。

注意：我们这次是从文件中读取数据，进行的是读操作，要把操作模式从之前的w改成r。 看看效果：

在这里插入图片描述

之前我们放在文件中的第一个字符a就打印出来了。

如果我们在继续往后读，就会从b开始往后接着读，不会再从头开始了：

在这里插入图片描述

那如果我们想把文件中的所有数据都读取出来并打印呢？

我们可以再用一个for循环，循环26次，因为我们之前给文件中放进去了26个字符：

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 26; i++)
	{
		int ch = fgetc(pf);
		printf("%c\n", ch);
	}

那这样写的话是因为我们知道有26个字符，所以循环26次，如果我们不知道文件里有多少数据，再这样写就不合适了。 那怎么解决呢？

我们再来看一下fgetc 的返回值：

在这里插入图片描述

它在读取失败或者读到文件末尾时都会返回EOF，那我们是不是可以利用这一点写一个循环。

	int ch = 0;
	while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
	{
		printf("%c", ch);
	}

这样就可以了：

在这里插入图片描述

那这是一个字符一个字符的操作，如果想一次操作一行呢？ 我们接着往下看：

4.3 fputs

fputs可以一次把一个字符串写入数据流中。 还是先来学习一下：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

两个参数，第一个参数const char * str接收我们想要写入文件的字符串，第二个参数const char * str还是接收文件指针。

那我们就来练习一下，写两个字符串到文件中。

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}
	
	fputs("hello\n", pf);
	fputs("world", pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

看看结果：

在这里插入图片描述

我们就把“hello world”写进去了。 注意这里“hello”后面我们自己加了一个换行符\n，因为fputs是不会自己在末尾追加换行符的。

4.4 fgets

fgets是文件流中获取字符串。

在这里插入图片描述

1. char * str接收一个字符数组，这个字符数组用来存放获取到的字符串；
2. int num接收要复制到 str 中的最大字符数（包括终止空字符\0）。直到读取 （num-1） 个字符或到达换行符或文件结尾，以先发生者为准。终止空字符会自动追加到复制到 str 的字符之后。
3. FILE * stream还是接收目标文件的文件指针。

那fgets 的作用其实就是将目标文件中的num个字符作为字符串拷贝到str 指向的数组中。 注意：换行符会使 fgets 停止读取，但它被函数视为有效字符，并包含在复制到 str 的字符串中。

那返回值呢？

在这里插入图片描述

来练习一下吧，就把刚才我们写入的字符串读取一下，需要注意的点再给大家提一下：

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}

	char arr[] = "#########";
	fgets(arr, 5, pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

大家看：

在这里插入图片描述

我们给num传参是5，但它只读了4个字符，因为最后还要补一个\0（5个字符并不能将第一行全部读完），这样它才是一个完整的字符串。

那如果我们读10个字符呢（第一行算上\0是6个字符）？

	char arr[] = "#########";
	fgets(arr, 10, pf);

在这里插入图片描述

我们发现它读到换行就结束了，然后补了一个\0（当然第一行的字符串结尾本来就有一个\0）。

当然我们也可以把两行内容全部读取并打印出来看看：

	char arr[] = "#########";
	fgets(arr, 10, pf);
	printf("%s", arr);
	fgets(arr, 10, pf);
	printf("%s", arr);

在这里插入图片描述

4.5 fprintf

fprintf是将格式化的数据写入文件流。

我们刚刚处理的，要么是字符，要么是字符串，那如果我们想要处理其它类型的数据，比如我们想把一个结构体类型的数据写入到文件中，又该怎么办呢？

这时候就需要用到fprintf了。

其实fprintf和我们经常用的printf是很相似的，我们可以对比一下：

在这里插入图片描述

我们发现fprintf只是比printf多了一个参数FILE * stream，就是来接收文件指针的嘛。

在这里插入图片描述

那就直接用呗。

我们就搞一个结构体变量，将它的成员写入文件中。

struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};

int main()
{
	struct S s = { "zhangsan",20,95.5f };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}

	fprintf(pf, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

看看效果：

在这里插入图片描述

写进去了。

4.6 fscanf

我们把一个结构体数据写入文件了，那现在我们想把它取出来打印在屏幕上呢？ 这时候需要使用fscanf，fscanf是从流中读取格式化数据。

那fscanf和scanf又是非常相似：

在这里插入图片描述

fscanf多了一个参数，用来接收目标文件的文件指针。

在这里插入图片描述

上代码吧：

	struct S s = { 0 };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}

	fscanf(pf, "%s %d %f", s.name, &(s.age), &(s.score));
	printf("%s %d %f\n", s.name, s.age, s.score);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行代码：

在这里插入图片描述

4.7 补充

我们知道使用printf可以把内容输出到屏幕上，这里的屏幕叫做标准输出流，scanf可以从**键盘（标准输入流）**读取数据。 而我们刚才学习的，把数据输入到文件中，或从文件中读取数据，文件，也是一种输出输出流。

不知道大家有没有注意到上面的一张图：

在这里插入图片描述

也就是说，我们刚才学的6个函数，是适用于所有的输入，输出流的。

那是不是说像fgetc，fputc这几个函数不仅可以作用于文件，也可以作用于屏幕和键盘？

是的！！！

另外，我们要知道：

对于任何一个C程序，只要运行起来，就会默认打开3个流： stdin——标准输入流：键盘 stdout——标准输出流：屏幕 stderr——标准错误流：屏幕 而且这三个流的类型都是：FILE *

那么：

如果我们想使用fgetc从键盘获取一个字符，只需把stdin作为参数传给fgetc就行了。 同样的，把stdout传给fputc，就可以把数据输出到屏幕上了。

我们试一下：

int main()
{
	int ch = fgetc(stdin);
	fputc(ch, stdout);
	return 0;
}

我们输入一个字符：

在这里插入图片描述

就打印到屏幕上了。

那同样的，fgets fputs fscanf fprintf，如果也想在键盘屏幕上进行输入输出，只需让参数FILE * stream接收stdin stdout就行了。 就不再一一举例了。

4.8 fwrite

那此外，还有两个函数，对文件进行二进制输入输出。 首先我们来看fwrite：

在这里插入图片描述

参数还挺多，我们看看分别是什么：

在这里插入图片描述

第一个参数const void * ptr接收一个指针，该指针指向我们要写入的数据的内存地址； 第二个参数size_t size，接收每个元素的大小； 第三个参数size_t count接收元素个数； 第四个参数FILE * stream接收要操作文件的文件指针。

那我们就把之前那个结构体数据写入文件，上代码：

struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};

int main()
{
	struct S s = { "zhangsan",20,95.5f };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}

	fwrite(&s,sizeof(s),1,pf);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

这里要注意fwrite是以二进制形式向文件中写入数据，模式要写成wb。

在这里插入图片描述

看看效果：

在这里插入图片描述

因为是以二进制形式写入的，所以我们可能看不太懂。

4.8 fread

那我们以二进制的形式存进去了，怎么取出呢？

用fread，它是以二进制的形式从文件中取出数据。

在这里插入图片描述

我们对比一下发现，它们的参数几乎完全一样。

在这里插入图片描述

接收的内容其实也是一样的。 fread 其实就是从文件中取出count个大小为size的元素放到ptr指向的空间中。

直接上代码：

int main()
{
	struct S s = { 0 };
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "rb");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}

	fread(&s, sizeof(s), 1, pf);
	printf("%d %d %f", s.name, s.age, s.score);

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

注意这次是rb。传的参数 和fwrite完全一样 看看结果：

在这里插入图片描述

虽然，以二进制的形式存进去我们看不懂，但是以二进制形式取出就还原回来了。

5. scanf/fscanf/sscanf printf/fprintf/sprintf 两组函数对比

C语言中有这样两组函数：

scanf，fscanf，sscanf 和 printf/fprintf/sprintf 大家看它们是不是长的很像啊，那它们之间有什么区别和不同吗？ 相信scanf和printf大家应该都比较熟悉了，那fscanf和fprintf其实在上面的内容中我们也学习了，现在应该就剩下sscanf 和sprintf 大家比较陌生了。

下面我们就一起来学习一下：

5.1 sprintf

我们先来学习一下sprintf 是干什么的？

我们已经知道fprintf是将格式化的数据写入文件流。 对比一下它们。还是很相似的。

在这里插入图片描述

只有一个参数不同，fprintf是将格式化的数据写入文件流，所以它的第一个参数是文件指针。

在这里插入图片描述

而sprintf 的作用其实是将格式化的数据写入字符串，所以第一个参数是一个字符指针，它可以指向一个字符数组，字符数组是可以存放一个字符串的。

在这里插入图片描述

其余细节和fprintf也是比较一样的。

那就写个代码练习练习：

我们尝试把一个结构体数据格式化的写入到一个字符串中，并打印出来看看：

#include <stdio.h>
struct S
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
};
int main()
{
	char buf[100] = { 0 };
	struct S s = { "zhangsan",20,95.5f };

	sprintf(buf, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score);

	printf("%s", buf);
	return 0;
}

那就是这样一段代码，将结构体变量s中的数据，格式化的写入到字符数组buf中，我们运行看看：

在这里插入图片描述

就打印出来了。

那能不能把字符串里的内容再还原到一个结构体变量中呢？

当然可以。用sscanf

5.2 sscanf

我们可以再来对比一下sscanf和fscanf：

在这里插入图片描述

它们还是第一个参数不同： fscanf是从流中读取格式化数据，参数是文件指针。 而sscanf是从字符串中读取格式化数据，所以参数还是字符指针。

在这里插入图片描述

好，那我们接着刚才上面写的代码，把写入字符串的数据再还原到一个结构体变量中。

int main()
{
	char buf[100] = { 0 };
	struct S s = { "zhangsan",20,95.5f };
	sprintf(buf, "%s %d %f\n", s.name, s.age, s.score);
	printf("%s", buf);

	struct S tmp = { 0 };
	sscanf(buf,"%s %d %f", tmp.name, &(tmp.age), &(tmp.score));
	printf("%s %d %f\n", tmp.name, tmp.age, tmp.score);
	return 0;
}

结构体变量tmp 我们初始化为0，然后把从字符串buf中读取的格式化数据放到tmp 打印出来 两次打印结果应该是一样的：

在这里插入图片描述

没有问题。

5.3 总结

那现在我们来对这几个函数：

scanf/fscanf/sscanf printf/fprintf/sprintf 做一个小小的总结.

1. scanf和printf

scanf：从标准输入流（stdin ）读取格式化数据。 stdin是标准输入，一般指键盘输入到缓冲区里的东西 printf：将格式化数据打印到标准输出流（stdout） 标准输出流是应用程序输出的默认目标。在大多数系统中，默认情况下，它通常定向到文本控制台（通常在屏幕上）。

1. fscanf和fprintf

fscanf：从流（文件/stdin）中读取格式化数据 fprintf：将格式化数据写入流（文件/stdout） 它们两个适用于所有的输入输出流。

1. sscanf 和sprintf

sscanf :从字符串中读取格式化数据 sprintf :将格式化数据写入字符串

相信现在大家就对这几个函数有所认识了。

6. 文件的随机读写

我们上面刚刚讲过了文件的顺序读写。

为什么叫顺序读写呢？ 大家有没有发现，我们上面讲的那几个函数，在读写文件数据的时候，要么是从文件起始位置开始，一次读取一个字符，如果再读的话就从上次的位置继续往后再读一个；要么是一次读取一个字符串，依次往后读…。 那说到底，都是在顺序读取文件。

那么，如果我们在读取文件时，不想按照顺序读呢？

如果我们想对文件进行随机读取，想从哪个位置开始读就从哪个位置读，能不能做到呢？ 当然可以。

接下来，我们就来学习一下，如何对文件进行随机读写。

6.1 fseek

首先我们来看一个函数叫做——fseek。

那它是干什么的，怎么用呢？

在这里插入图片描述

它可以重新定位流位置指示器，将与流关联的位置指示器设置为新位置。 什么意思呢？ 我们打开一个文件，与该文件关联的位置指示器是默认指向文件开头的，所以我们读取文件也默认是从开头进行的。 那fseek呢，就可以重新定位与文件关联的这个位置指示器，那这样的话，我们想从哪个位置读写文件，就可以通过fseek把位置指示器定位到我们想要的位置，这样，就可以实现对文件的随机读写了。

fseek3个参数，我们来了解一下：

第一个参数FILE * stream还是接收文件对应的文件指针。 第二个参数long int offset，接收相对于参考位置的偏移量。 第三个参数int origin，用于指定用作偏移参考的位置。 origin可以有三个取值：

在这里插入图片描述

文件开头，文件末尾和文件位置指示器的当前位置。 第二个参数offset就是接收相对这三个位置的偏移量。

看一下返回值：

在这里插入图片描述

然后我们就练习一下吧。

在这里插入图片描述

现在电脑上有一个文本文件test.txt，我们先在就对它进行一个随机读写。

首先我们想直接第一次就读取到字符d，怎么做：

1. 以文件开头a的位置（SEEK_SET）为参考位置，读从文件开头向后偏移量为3的位置。

那要这样写：

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen()");
		return 1;
	}

	fseek(pf, 3, SEEK_SET);
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

运行代码：

在这里插入图片描述

一次就读到d了。

1. 从文件末尾SEEK_END向前偏移量为3的位置

	fseek(pf, -3, SEEK_END);
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

这里注意从后向前偏移要写成负数。

在这里插入图片描述

也成功读到了。

那如果我们上去先顺序读取一个字符，然后我们想跳到d的位置读取d，怎么搞呢？

1. 先读一个字符，那现在指向第二个字符b的位置，从当前位置SEEK_CUR 向后偏移量为2的位置就是d

	int ch = fgetc(pf);

	fseek(pf, 2, SEEK_CUR);

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

在这里插入图片描述

也可以。

6.2 ftell

那通过上面的学习我们知道有时候想使用fseek实现对文件的随机读写，是需要知道当前位置指示器的位置的。

那有没有什么方法可以快速获取当前位置指示器的位置，不需要我们自己再去计算呢？

当然有。 函数ftell 就是专门来干这件事情的。

我们来看一下：

在这里插入图片描述

它的作用就是返回流的位置指示器的当前值（或者说当前位置指示器相对于起始位置的偏移量）。

在这里插入图片描述

怎么用呢？

它只有一个参数FILE * stream，接收对应的文件指针，就可以返回当前位置指示器相对于起始位置的偏移量。

那我们接着上面的代码，我们刚才读取了d，那现在位置指示器应该指向d的后面，也就是e的位置。

文件中放的是abcdef，那e相对于起始位置a的偏移量应该是4。 那我们现在就用ftell 验证一下，我们打印一下ftell 的返回值，看是不是4：

在这里插入图片描述

通过ftell ，我们很容易就能知道当前位置指示器的位置。

6.3 rewind

然后我们再来看一个函数——rewind。

那它的作用是什么呢？

在这里插入图片描述

它的作用就是：不管当前文件的位置指示器指到了哪个位置，使用rewind就可以让位置指示器直接回到起始位置，指向文件开头。

在这里插入图片描述

只有一个参数，还是接收文件对应的文件指针，无返回值。

那我们现在就来练习一下：

还是上面那个文件，通过之前的操作，我们知道它现在是指向e的位置了，那我们就调用一次rewind，然后在读一次，如果读到的是a，就证明位置指示器在rewind的作用下回到起始位置了。

	rewind(pf);
	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);

在这里插入图片描述

是a。

7. 文本文件和二进制文件

根据数据的组织形式，数据文件被称为文本文件或者二进制文件。

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。 如果要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件。

一个数据在内存中是怎么存储的呢？

字符一律以ASCII形式存储，数值型数据既可以用ASCII形式存储，也可以使用二进制形式存储。 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（VS2013测试）。

在这里插入图片描述

我们可以测试一下：

我们现在就把10000以二进制的形式存到文件中。 看看是什么样的：

int main()
{
	int a = 10000;
	FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen()");
		return 1;
	}
	fwrite(&a, 4, 1, pf);
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行代码，生成test.txt，我们打开看看：

在这里插入图片描述

我们 直接看到的并不是10000，而是一个乱码，因为我们是以二进制的形式存进去的。

有没有什么方法可以查看呢？

有的，我们可以借助vs查看：

在这里插入图片描述

将这个文件添加到vs2022中；

在这里插入图片描述

右键选择打开方式，以二进制编辑器的方式打开

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

我们知道vs上是小端存储模式，变成00 00 27 10 是不是跟我们上面分析的一样。 证明就是二进制的存储。

8. 文件读取结束的判定

我们先来看一个函数：

8.1 feof

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

这个函数是用来干什么的呢？

注意：函数feof 不是用来判断文件是否读取结束的。 而是应用于当文件读取结束的时候，判断是读取失败导致结束，还是遇到文件尾结束。 feof 只有一个参数，接收一个文件指针，判读该文件读取结束时是由于哪种原因导致的结束。

那如何判断是哪种原因导致的结束呢？

我们看到feof 的返回值是int。 如果文件是因为读取到了文件尾而结束的，feof 将返回一个非零值； 否则，将返回0。

我们可以来练习一下：

在这里插入图片描述

还是这个文件，我们搞个循环，把它的内容读完，然后用feof 判断一下，看返回值是不是非0值（返回非0就表示读到文件尾的正常结束）。

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		printf("fopen");
		return 1;
	}

	int ch = 0;
	while((ch = fgetc(pf))!=EOF)
	{
		printf("%c\n", ch);
	}
	printf("%d\n", feof(pf));

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

是1，非0值，说明文件是读取到文件尾结束的。

大家看这样可以吗？

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 6; i++)
	{
		int ch = fgetc(pf);
		printf("%c\n", ch);
	}
	printf("%d\n", feof(pf));

文件中总共6个字符，循环6次是不是就读到文件尾了啊，那我们看一下结果吧：

在这里插入图片描述

诶~，我们看到前面abcdef都打印出来了，和上面一样，但是feof(pf)的返回值却是0，为什么呢？

这里注意：

如果用for循环的话需要循环7次，因为第6次我们是读到了f，并不是文件的结束标志，所以需要在读一次，读取7次才读到文件结尾。

在这里插入图片描述

这次就是非0值1了。

不过我们发现这样好像多打印出来了一个空格，那按照第上面的分析第7次就应该读到文件结束标志了（文件尾指示器），那就是EOF嘛（本质是一个-1）。 而我们把EOF以%c的形式打印：

在这里插入图片描述

就是一个空格。

所以：

文件结束标志（文件尾指示器）应该是在最后一个字符后面。

8.2 如何判断文件是否读取结束

那说到底函数feof 不是用来判断文件是否读取结束的，那我们应该如何去正确判断一个文件是否读取结束呢？

正确的方法是：我们要根据相关函数的返回值来判断文件是否读取结束。 其实它们的返回值我们在学习这些函数的时候也提过。

8.2.1 文本文件

1. 文本文件读取是否结束，判断其返回值是否为 EOF （ fgetc ），或者 NULL （ fgets ）或是否小于指定数据个数（fscanf ）

对于fgetc来说：

我们看一下它的返回值是啥：

在这里插入图片描述

那我们就可以通过判断fgetc 的返回值是否为EOF来判断文件是否读取结束。（当然这里我们看到如果发生其它读取错误，也会返回EOF，那这种情况我们是不是可以使用feof 再进行判断）

那fgets 呢？

在这里插入图片描述

对于fgets 来说，读取文件结束返回空指针，所以我们可以通过判断其返回值是否为空指针来判断文件是否读取结束。

还有fscanf ：

在这里插入图片描述

判断返回值是否小于指定的数据个数来判断是否是读取结束。2.我是文本 蓝色

正确的使用示范：

#include <stdlib.h>
int main() 
{
	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;
}

大家可以看看这段代码。

在这里插入图片描述

这里面用了一个ferror 我们没有说。 ferror 其实是判断是否发生错误的，如果发生读取错误，则ferror 返回非0值。

在这里插入图片描述

8.2.2 二进制文件

1. 二进制文件的读取结束判断，判断（fread）返回值是否不同于（可能小于count）实际要读的个数 来看一下fread的返回值：

在这里插入图片描述

所以对于fread我们可以通过判断其返回值是否小于实际要读的个数（count）来判断文件是否读取结束。

正确示范：

enum { SIZE = 5 };
int main() 
{
	double a[SIZE] = { 1.,2.,3.,4.,5. };
	FILE* fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须用二进制模式
	fwrite(a, sizeof * a, SIZE, fp); // 写 double 的数组
	fclose(fp);
	double b[SIZE];
	fp = fopen("test.bin", "rb");
	if (!fp) {
		perror("File opening failed");
		return EXIT_FAILURE;
	}
	size_t ret_code = fread(b, sizeof * b, SIZE, fp); // 读 double 的数组
	if (ret_code == SIZE) {
		puts("Array read successfully, contents: ");
		for (int n = 0; n < SIZE; ++n) printf("%f ", b[n]);
		putchar('\n');
	}
	else 
	{ // error handling
		if (feof(fp))
			printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n");
		else if (ferror(fp)) 
		{
			perror("Error reading test.bin");
		}
	}
	fclose(fp);
	fp = NULL;
}

大家可以仔细读一下这段代码。

9. 文件缓冲区

接下来我们再来了解一个知识叫做“文件缓冲区”。

ANSIC 标准采用“缓冲文件系统”来处理数据文件，所谓缓冲文件系统是指系统自动地在内存中为程序中每一个正在使用的文件开辟一块“文件缓冲区”。 从内存向磁盘输出的数据会先送到内存中的缓冲区，装满缓冲区后才一起送到磁盘上。 如果从磁盘向计算机读入数据，则从磁盘文件中读取数据输入到内存缓冲区至充满缓冲区后，再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。缓冲区的大小根据C编译系统决定的。

在这里插入图片描述

当然：

虽然说的是要把缓冲区装满才会开始传输数据（这样做可以提高效率），但是我们也可以根据自己的需求去刷新缓冲区，比如函数fflush 就可以强制刷新缓冲区，另外，遇到\n（行缓冲）和关闭文件时也会自动刷新缓冲区。

下面有一段代码，可以让我们感受一下缓冲区的存在：

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2022 WIN10环境测试
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
	fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区
	printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt文件，发现文件没有内容\n");
	Sleep(10000);
	printf("刷新缓冲区\n");
	fflush(pf);//刷新缓冲区时，才将输出缓冲区的数据写到文件（磁盘）
	//注：fflush 在高版本的VS上不能使用了
	printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt文件，文件有内容了\n");
	Sleep(10000);
	fclose(pf);
	//注：fclose在关闭文件的时候，也会刷新缓冲区
	pf = NULL;
	return 0;
}

我们运行代码，abcdef不会直接写入文件，而是先放在缓冲区，当我们使用fflush强制刷新缓冲区后，才将输出缓冲区的数据写到文件（磁盘），然后文件中才有内容。

我们运行代码给大家看一下：

运行之前该文件还未创建：

在这里插入图片描述

现在我们运行：

在这里插入图片描述

此时打开文件，里面还没有内容，因为还没有刷新缓冲区。

刷新后，我们再打开文件，发现里面就有内容了。

在这里插入图片描述

这里可以得出一个结论：

因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，有时需要刷新缓冲区，或者在文件操作结束的时候关闭文件。 如果不做，可能导致读写文件的问题。

好了，那到这里，C语言文件操作的内容就全部讲完了。希望对大家有帮助，也欢迎大家指正！！！