猿创征文 | 万字总结C文件

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📚 前言

C文件概述 

文件指针

文件打开与关闭

   文件打开函数（fopen）

文件关闭函数（fclose）

文件读写

  字符读写函数

写字符函数fputs

字符串读写函数

  读字符串函数fgets

写字符串函数fputs

数据块读写函数fread和fwrite

格式化读写函数

文件的随机读写

文件定位

文件的随机读写

C库文件

📚 前言

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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、目标文件、可执行文件、
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。
   普通文件是指驻留在磁盘或其它外部介质上的一个有序数据集，可以是源文件、目标文
件、可执行程序；也可以是一组待输入处理的原始数据，或者是一组输出的结果。对于源文
件、目标文件、可执行程序可以称作程序文件，对输入输出数据可称作数据文件。
   设备文件是指与主机相联的各种外部设备，如显示器、打印机、键盘等。在操作系统中，
把外部设备也看作是一个文件来进行管理，把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。
   通常把显示器定义为标准输出文件，一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出
文件输出。如前面经常使用的 printf,putchar 函数就是这类输出。
   键盘通常被指定标准的输入文件，从键盘上输入就意味着从标准输入文件上输入数据。
scanf,getchar 函数就属于这类输入。
   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。
例如，数 5678 的存储形式为：如下

   ASCII 码文件可在屏幕上按字符显示，例如源程序文件就是 ASCII 文件，用 DOS 命令 TYPE
可显示文件的内容。由于是按字符显示，因此能读懂文件内容。

  二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。
例如， 数 5678 的存储形式为：00010110  00101110，只占二个字节。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”。
 

文件指针

在Ｃ语言中用一个指针变量指向一个文件，这个指针称为文件指针。通过文件指针就可
对它所指的文件进行各种操作。
定义说明文件指针的一般形式为：FILE*指针变量标识符；

其中 FILE 应为大写，它实际上是由系统定义的一个结构，该结构中含有文件名、文件状态和
文件当前位置等信息。在编写源程序时不必关心 FILE 结构的细节。
例如：
FILE *fp；
表示 fp 是指向 FILE 结构的指针变量，通过 fp 即可找存放某个文件信息的结构变量，然后按
结构变量提供的信息找到该文件，实施对文件的操作。习惯上也笼统地把 fp 称为指向一个文
件的指针。

文件打开与关闭

   文件打开函数（fopen）

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;

fplss=("C:\\lss16","rb");其意义是打开 C 驱动器磁盘的根目录下的文件 lss16，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。

使用文件的方式有12中：如下：

对于文件使用方式进行几点说明：

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。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：
 

文件关闭函数（fclose）

  文件一旦使用完毕，应用关闭文件函数把文件关闭，以避免文件的数据丢失等错误。
fclose 函数调用的一般形式是：
fclose(文件指针)；
例如：
fclose(fp);
正常完成关闭文件操作时，fclose 函数返回值为 0。如返回非零值则表示有错误发生。

文件读写

  字符读写函数

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，
例如：
fgetc(fp);
但是读出的字符不能保存。
3) 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>
main()
{
FILE *fp;
char ch;
if((fp=fopen("E:\ca1.txt","rt"))==NULL)
{
printf("\nCannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
ch=fgetc(fp);
while(ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
fclose(fp);
}

功能是从文件中逐个读取字符，在屏幕上显示。程序定义了文件指针 fp,以
读文本文件方式打开文件“E:\ca1.txt”，并使 fp 指向该文件。如打开文
件出错，给出提示并退出程序。程序第 12 行先读出一个字符，然后进入循环，只要读出的字
符不是文件结束标志(每个文件末有一结束标志 EOF)就把该字符显示在屏幕上，再读入下一
字符。每读一次，文件内部的位置指针向后移动一个字符，文件结束时，该指针指向 EOF。
执行本程序将显示整个文件。

写字符函数fputs

  fputc 函数的功能是把一个字符写入指定的文件中，函数调用的形式为：
fputc(字符量，文件指针)；
其中，待写入的字符量可以是字符常量或变量，例如：
fputc('a',fp);
其意义是把字符 a 写入 fp 所指向的文件中。
对于 fputc 函数的使用也要说明几点：
1) 被写入的文件可以用写、读写、追加方式打开，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。
2) 每写入一个字符，文件内部位置指针向后移动一个字节。
3) 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>
main()
{
FILE *fp;
char ch;
if((fp=fopen("E:\ca1.txt","wt+"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
printf("input a string:\n");
ch=getchar();
while (ch!='\n')
{
fputc(ch,fp);
ch=getchar();
}
rewind(fp);
ch=fgetc(fp);
while(ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
printf("\n");
fclose(fp);
}

行以读写文本文件方式打开文件 ca1.txt。程序第 13 行从键盘读入一个字符
后进入循环，当读入字符不为回车符时，则把该字符写入文件之中，然后继续从键盘读入下
一字符。每输入一个字符，文件内部位置指针向后移动一个字节。写入完毕，该指针已指向
文件末。如要把文件从头读出，须把指针移向文件头，程序第 19 行 rewind 函数用于把 fp
所指文件的内部位置指针移到文件头。第 20 至 25 行用于读出文件中的一行内容。

字符串读写函数

  读字符串函数fgets

函数的功能是从指定的文件中读一个字符串到字符数组中，函数调用的形式为：
fgets(字符数组名,n,文件指针);
其中的 n 是一个正整数。表示从文件中读出的字符串不超过 n-1 个字符。在读入的最后
一个字符后加上串结束标志'\0'。
例如：
fgets(str,n,fp);
的意义是从 fp 所指的文件中读出 n-1 个字符送入字符数组 str 中。
 

//从 ca1.txt文件中读入一个含 10 个字符的字符串。
#include<stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
char str[11];
if((fp=fopen("E:\ca1.txt","rt"))==NULL)
{
printf("\nCannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
fgets(str,11,fp);
printf("\n%s\n",str);
fclose(fp);
}

写字符串函数fputs

fputs 函数的功能是向指定的文件写入一个字符串，其调用形式为：
fputs(字符串,文件指针);
其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符数组名，或指针变量，例如：
fputs(“abcd“,fp);
其意义是把字符串“abcd”写入 fp 所指的文件之中。

//建立的文件 string 中追加一个字符串。
#include<stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
char ch,st[20];
if((fp=fopen("string","at+"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
printf("input a string:\n");
scanf("%s",st);
fputs(st,fp);
rewind(fp);
ch=fgetc(fp);
while(ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
printf("\n");
fclose(fp);
}

在程序第 6 行以追加读写文本文件的方式
打开文件 string。然后输入字符串，并用 fputs 函数把该串写入文件 string。在程序 15 行 用 rewind 函数把文件内部位置指针移到文件首。再进入循环逐个显示当前文件中的全部内容.
 

数据块读写函数fread和fwrite

Ｃ语言还提供了用于整块数据的读写函数。可用来读写一组数据，如一个数组元素，一
个结构变量的值等。
读数据块函数调用的一般形式为：
fread(buffer,size,count,fp);
写数据块函数调用的一般形式为：
fwrite(buffer,size,count,fp);
其中:
buffer 是一个指针，在 fread 函数中，它表示存放输入数据的首地址。在 fwrite 函数
中，它表示存放输出数据的首地址。
size 表示数据块的字节数。
count 表示要读写的数据块块数。
fp 表示文件指针。
 

//从键盘输入两个学生数据，写入一个文件中，再读出这两个学生的数据显示在屏
幕上。
#include<stdio.h>
struct stu
{
char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}boya[2],boyb[2],*pp,*qq;
main()
{
FILE *fp;
char ch;
int i;
pp=boya;
qq=boyb;
if((fp=fopen("E:\student","wb+"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
printf("\ninput data\n");
for(i=0;i<2;i++,pp++)
scanf("%s%d%d%s",pp->name,&pp->num,&pp->age,pp->addr);
pp=boya;
fwrite(pp,sizeof(struct stu),2,fp);
rewind(fp);
fread(qq,sizeof(struct stu),2,fp);
printf("\n\nname\tnumber age addr\n");
for(i=0;i<2;i++,qq++)
printf("%s\t%5d%7d %s\n",qq->name,qq->num,qq->age,qq->addr);
fclose(fp);
}

格式化读写函数

fscanf 函数，fprintf 函数与前面使用的 scanf 和 printf 函数的功能相似，都是格式
化读写函数。两者的区别在于 fscanf 函数和 fprintf 函数的读写对象不是键盘和显示器，而
是磁盘文件。
这两个函数的调用格式为：
fscanf(文件指针,格式字符串,输入表列);
fprintf(文件指针,格式字符串,输出表列);

文件的随机读写

前面介绍的对文件的读写方式都是顺序读写，即读写文件只能从头开始，顺序读写各个
数据。 但在实际问题中常要求只读写文件中某一指定的部分。为了解决这个问题可移动文件
内部的位置指针到需要读写的位置，再进行读写，这种读写称为随机读写。
实现随机读写的关键是要按要求移动位置指针，这称为文件的定位。
 

文件定位

移动文件内部位置指针的函数主要有两个，即 rewind 函数和 fseek 函数。
rewind 函数前面已多次使用过，其调用形式为：
rewind(文件指针);
它的功能是把文件内部的位置指针移到文件首。
下面主要介绍 fseek 函数。
fseek 函数用来移动文件内部位置指针，其调用形式为：
fseek(文件指针,位移量,起始点);
其中：
“文件指针”指向被移动的文件。
“位移量”表示移动的字节数，要求位移量是 long 型数据，以便在文件长度大于 64KB 时不
会出错。当用常量表示位移量时，要求加后缀“L”。 “起始点”表示从何处开始计算位移量，规定的起始点有三种：文件首，当前位置和文件尾。
其表示方法如下表。
 

fseek 函数一般用于二进制文件。在文本文件中由于要进行转换，故往往计算的位置会出现错误。

文件的随机读写

在移动位置指针之后，即可用前面介绍的任一种读写函数进行读写。由于一般是读写一
个数据据块，因此常用 fread 和 fwrite 函数。

//在学生文件 student中读出第二个学生的数据。
#include<stdio.h>
struct stu
{
char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}boy,*qq;
main()
{
FILE *fp;
char ch;
int i=1;
qq=&boy;
if((fp=fopen("E:\student","rb"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
rewind(fp);
fseek(fp,i*sizeof(struct stu),0);
fread(qq,sizeof(struct stu),1,fp);
printf("\n\nname\tnumber age addr\n");
printf("%s\t%5d %7d %s\n",qq->name,qq->num,qq->age,
qq->addr);
}

前面我们已经建立了student，本程序用随机读出的方法读出第二个学生的数
据。程序中定义 boy 为 stu 类型变量，qq 为指向 boy 的指针。以读二进制文件方式打开文件 ，
程序第 22 行移动文件位置指针。其中的 i 值为 1，表示从文件头开始，移动一个 stu 类型的
长度，然后再读出的数据即为第二个学生的数据。

C库文件

 Ｃ系统提供了丰富的系统文件，称为库文件，C 的库文件分为两类，一类是扩展名为".h"
的文件，称为头文件，在前面的包含命令中我们已多次使用过。在".h"文件中包含了常量定
义、 类型定义、宏定义、函数原型以及各种编译选择设置等信息。另一类是函数库，包括了
各种函数的目标代码，供用户在程序中调用。 通常在程序中调用一个库函数时，要在调用之
前包含该函数原型所在的".h"