文件

谁是老六
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8.1 为什么使用文件

我们前面学习结构体时，写了通讯录的程序，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。

我们在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。这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有,把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。

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。

8.2 什么是文件

磁盘上的文件是文件。

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)。

8.2.1 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)。

8.2.2 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。

我们在此讨论的就是数据文件了。

其实有时候我们会把信息输出到磁盘主的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。

8.2.3 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。

文件名包含3部分:文件路径+文件名主干+文件后缀

  • 例如:1 c: \code\test. txt

8.3 文件的打开(fopen)和关闭(fclose)

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位置等）。这些信息是保存在一个结构体变量中的。该结构是有体统声明的，取名FILE。 例如，VS2013编译环境提供的stdio.h头文件中就有以下的文件声明：

struct _iobuf {
        char *_ptr;
        int _cnt;
        char *_base;
        int _flag;
        int  _file;
        int _charbuf;
        int _bufsiz;
        };
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。

一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量,这样使用起来更加方便。下面我们可以创建一个FILE*的指针变量:

FILE* pf;//文件指针变量

定义pf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：

image.png

8.3.1 打开文件与关闭文件

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。在编写程序的时候，在打开文件的同时，都会返回一个FIL*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规定使用fopen函数来打开文件, fclose来关闭文件。

//打开文件
FILE * fopen( const char * filename,const char * mode );
//关闭文件
int fclose( FILE * stream );

"r" --- Opens for reading. If the file does not exist or cannot be found, the fopen call fails.(打开只读。如果文件不存在或找不到，fopen调用将失败。)

"w" --- Opens an empty file for writing. If the given file exists, its contents are destroyed.(打开一个用于写入的空文件。如果给定文件存在，则其内容将被销毁。)

"a" --- Opens for writing at the end of the file (appending) without removing the EOF marker before writing new data to the file; creates the file first if it doesn't exist.(在向文件写入新数据之前，在不移除EOF标记的情况下，在文件末尾(附加)打开写入文件；如果文件不存在，则先创建该文件。)

"r+" --- Opens for both reading and writing. (The file must exist.) 同时开放阅读和写作。(该文件必须存在。)

"w+" --- Opens an empty file for both reading and writing. If the given file exists, its contents are destroyed.(打开一个用于读写的空文件。如果给定文件存在，则其内容将被销毁。)

"a+" --- Opens for reading and appending; the appending opera tion indludes the removal of the EOF marker before new data is written to the file and the EOF marker is restored after writing is complete; creates the file first if it doesn't exist.(打开以进行读取和追加；附加操作指示在将新数据写入文件之前删除EOF标记;写入后还原完成；如果文件不存在，则先创建该文件。)

8.3.2 打开文件使用

	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.dat", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

8.3.3 关闭文件使用

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

8.3.4 效果

在路径底下如果存在该文件则成功运行

image.png

image.png

否则返回错误信息

image.png

8.4 文件的读写

image.png

image.png

在这个地方，我们用两张图来解释流这个概念 image.png image.png

8.4.1 字符输入函数(fgetc),字符输出函数(fputc)

int fgetc(     FILE *stream  );

形参中参数FILE* stream代表你要选择输出的流。

int fputc(    int c,    FILE *stream  );

形参中int c代表需要输出的字符，第二个参数FILE* stream代表你要选择输出的流。

fputc使用

	//写文件
	fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	fputc('c', pf);
	fputc('a', stdout);
	fputc('b', stdout);
	fputc('c', stdout);

运行结果如下：image.png image.png

fgetc使用

我们在标准输入流中读取这三个字符并在屏幕上（标准输出流）打印这三个字符；

	//读文件
        int ret = fgetc(stdin);
	printf("%c\n", ret);
	ret = fgetc(stdin);
	printf("%c\n", ret);
	ret = fgetc(stdin);
	printf("%c\n", ret);

运行结果如下：只读取了3次因此只输出了前3个字符image.png 同样我们也可以在刚刚的test.dat文件中读取，只需要将实参改为pf即可，这里就不再演示了

需要注意的是：fgetc函数每使用一次就向后读取一位，读取结束后返回EOF

8.4.2 文本行输入函数(fgets),文本行输出函数(fputs)

char *fgets(     char *str,    int n,    FILE *stream  );

从stream中读取最多n个字符（包括'\0'）到str中。

int fputs(     const char *str,    FILE *stream  );

形参中char str代表需要输出的文本行，参数FILE stream代表你要选择输出的流。

fputs使用

	//写文件 - 按照行来写
	fputs("abcdef\n", pf);
	fputs("sdjfsa\n", pf);

运行结果如下：image.png

fgets使用

	//读文件
	char arr[10] = {0};
	fgets(arr, 4, pf);
	printf("%s\n", arr);
	fgets(arr, 4, pf);
	printf("%s\n", arr);

image.png

8.4.3 格式化输入函数(fscanf),格式化输出函数(fprintf)

int fscanf(    FILE *stream,   const char *format [,      argument ]... );

该函数除第1个参数是文件指针外，其余参数与scanf参数一致

int fprintf(     FILE *stream,    const char *format [,       argument ]... );

该函数除第1个参数是文件指针外，其余参数与printf参数一致

fprintf使用

#include<stdio.h>
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = { "abcdef",10,5.5f };
	//对格式化的数据进行写文件
	FILE* pf = fopen("test.dat", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	fprintf(pf, "%s %d %f", s.arr, s.num, s.sc);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行结果如下：image.png

fscanf使用

#include<stdio.h>
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = { "abcdef",10,5.5f };
	//对格式化的数据进行写文件
	FILE* pf = fopen("test.dat", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//读文件
	fscanf(pf, "%s %d %f", s.arr, &(s.num), &(s.sc));
        //打印
        printf("%s %d %f\n",s.arr,s.num,s.sc);
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行结果如下：image.png

8.4.4 二进制输入函数(fread),二进制输出函数(fwrite)

size_t fwrite(    const void *buffer,    size_t size,    size_t count,    FILE *stream  );

第一个参数为被写入的内容，size为该内容大小，count为写入数量，stream则是被写入的文件

size_t fread(    const void *buffer,    size_t size,    size_t count,    FILE *stream  );

与fwrite参数一样，但是逻辑上是相反的

fwrite使用

#include<stdio.h>
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = { "abcde",10,5.5f };
	//二进制的形式写入
	FILE* pf = fopen("test.dat", "w");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);

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

运行结果如下：image.png "abcde"二进制写入时还是"abcde"

fread使用

#include<stdio.h>
struct S
{
	char arr[10];
	int num;
	float sc;
};
int main()
{
	struct S s = { "abcde",10,5.5f };
	//二进制的形式读
	FILE* pf = fopen("test.dat", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	//写文件
	fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);

	printf("%s %d %f\n", s.arr, s.num, s.sc);
	
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

运行结果如下：image.png

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