[深入浅出C语言]文件操作(铺垫)

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前言

        在C语言的学习中,文件相关内容算不上多么重点的内容,主要是一些文件操作函数要熟悉一下,其他更深入的相关内容就超出了C语言本身的范畴了。

        本文就来分享一波个人对于C语言文件操作的见解和心得,新手上路,写文章难免纰漏重重,文笔拙劣,还请读者见谅,希望于你有益。

        本文是第一篇,简单介绍一下铺垫知识,具体操作得看下一篇。

为什么使用文件

        之前学习结构体时,我写了通讯录的程序,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。

        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,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。

        通过使用文件操作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。

什么是文件

        磁盘上的文件就是文件。

        在程序设计中,我们一般谈的文件有几种:程序文件数据文件(从文件功能的角度来分类的)以及文本文件二进制文件(从文件中数据的组织形式来分类的)。

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)。

文件的内容不是程序,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。

数据文件

        本章讨论的是数据文件。

        在以前所处理数据的输入输出都是以终端为对象的,即从终端的键盘输入数据,运行结果显示到显示器上。

        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。

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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。

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测试代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10000;
	FILE* pf = fopen("D:\\test.txt", "wb");
	fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

        我们如果想要查看二进制文件,可以先把该文件添加到VS当前项目:

image.png         再使用二进制编辑器打开即可。

image.png

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: c:\code\test.txt

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        那为什么要加上路径呢?因为不同的路径下可能存在同名文件。

        就好像一个村里可能会有好几个名字都叫张三的人,你不具体到哪一家哪一户的话怎么找到想找的那个张三呢?加上文件路径就好像标注了地址,这样就不会找错文件了。

        为了方便起见,文件标识常被称为文件名

文件名的注意事项

        文件名中有一些禁止使用的字符:

image.png

        文件名中不一定要包含后缀名。

        文件的后缀名决定了一个文件的默认打开方式。

        文件路径指的是从盘符到该文件所经历的路径中各符号名的集合。

文件的打开和关闭

对文件进行操作时,有三个步骤:

(1)打开文件

(2)读/写文件

(3)关闭文件

文件指针

        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

        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

文件的打开和关闭

        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 规定使用fopen函数来打开文件,fclose来关闭文件。

函数原型

//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );

//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );

        fopen函数的参数filename指的是目标文件标识,以字符串形式传入。值得注意的是,如果没有写上绝对路径的话会默认在相对路径下寻找该文件,一般都是加上绝对路径以准确找到目标文件。

        fopen函数的参数mode指的是文件打开后使用方式,具体如表格所示:

文件使用方式含义如果指定文件不存在
“r”(只读)为了输入数据,打开一个已经存在的文本文件出错
“w”(只写)为了输出数据,打开一个文本文件建立一个新的文件
“a”(追加)向文本文件尾添加数据建立一个新的文件
“rb”(只读)为了输入数据,打开一个二进制文件出错
“wb”(只写)为了输出数据,打开一个二进制文件建立一个新的文件
“ab”(追加)向一个二进制文件尾添加数据出错
“r+”(读写)为了读和写,打开一个文本文件出错
“w+”(读写)为了读和写,建议一个新的文件建立一个新的文件
“a+”(读写)打开一个文件,在文件尾进行读写建立一个新的文件
“rb+”(读写)为了读和写打开一个二进制文件出错
“wb+”(读写)为了读和写,新建一个新的二进制文件建立一个新的文件
“ab+”(读写)打开一个二进制文件,在文件尾进行读和写建立一个新的文件

        注意:用'w'写入文件时是从第一个字符位开始写的,也就是说不管文件中原来有什么内容,直接覆盖掉,如果想要追加就使用'a'追加数据。

        fopen有可能会失败,打开失败的话返回NULL指针,所以要判断是否打开失败。

示例

#include <stdio.h>
int main ()
{
    FILE * pFile;
    //打开文件
    pFile = fopen ("myfile.txt","w");
    
    if (pFile!=NULL)
    {
        //文件操作
        fputs ("fopen example",pFile);
        //关闭文件
        fclose (pFile);
        pFile = NULL;
    }
    return 0;
}

        本文是第一篇,简单介绍一下铺垫知识,具体操作得看下一篇。

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