文件

文件概述

文件是指 一组相关的数据的有序集合，文件通常驻留在外部存储介质（如磁盘）上的，在使用时才调入内存。可以从不同的角度对文件进行分类。

从用户的角度,文件可以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他的外部介质上的一个数据集，可以是源文件，目标文件，可执行程序，也可以是一组带输入处理的原始数据，或者是一组输出结果；设备文件是指与主机相关联的各种设备，如显示器，打印机，键盘等。

从文件编码的角度，文件可以分为ASCII码文件和二进制文件两种。ASCII码文件也称为文本文件，这种文件在磁盘中存储每个字符对应一个字节，用于存放字符的ASCII码，例如源程序文件，记事本文件等都是文本文件；二进制文件是按字符的二进制编码存放的。

文件指针

在C语言中，用一个指针变量指向一个文件，该指针称为文件指针。通过文件指针可以对文件各种操作。定义该指针的一般形式为：
FILE *指针变量标识符

说明:FILE是有系统定义的结构体，其中含有文件名，文件状态和文件的当前位置等信息，在编写源程序时不必关心FILE结构体细节。
例如:FILE *fp
含义：fp是指向结构体FILE的指针变量，通过fp即可找到存放某个文件信息的结构体信息，按结构体信息找到该文件，可以实施对文件的操作。习惯上把fp称为指向一个文件的指针，简称文件指针

文件的打开和关闭

文件在进行读写操作之前要打开，使用后要关闭。打开文件实际上是建立文件的各种有关信息，并使文件指针指向该文件，以便进行其他操作。关闭文件则是断开文件指针与文件之间的联系，禁止对该文件进行操作。

在C语言中，文件操作都是由库函数完成的。

文件打开函数(fopen)

fopen函数用于打开一个文件，其调用形式一般为：

文件指针名=fopen(文件名，文件打开方式);
例如：FILE *fp;
fp = fopen("c:\file1.dat","rb");

以只读方式打开C盘根目录下的二进制文件file1.dat。两个反斜线""中的第一个表示转义字符，第二个表示根目录。“rb”是文件的打开方式，C语言中的文件打开方式如下表所示

“rt”	只读打开一个文本文件，只允许读数据
“wt”	只写打开或建立一个文本文件，只允许写数据
“at”	追加打开一个文本文件，并在文件末位写数据
“rb”	只读打开一个二进制文件，只允许读数据
“wb”	只写打开或建立一个二进制文件，只允许写数据
“ab”	追加打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据
“rt+”	读写打开一个文本文件，允许读写
“wt+”	读写打开或建立一个二进制文件，允许读写
“at+”	读写打开一个文本文件，允许读，或在文件末尾追加数据
“rb+”	读写打开一个二进制文件，允许读和写
“wb+”	读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写
“ab+”	读写打开一个二进制文件，允许读，或在文件末尾追加数据

+：读和写

• 用“r”打开一个文件，文件必须存在，且只能从该文件读取信息。
• 用"w"打开一个文件只能向该文件写入。若打开文件不存在，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。
• 若要向一个已经存在的文件末尾追加新的信息，用“a”方式打开文件。以追加的方式打开文件时，文件位置指针自动移向文件末尾。
• 在打开一个文件时，如果出错，fopen函数返回一个空指针NULL。据此在程序中可以判断是否能顺利打开文件。例如

if((fp=fopen("c:\file1.dat","rb"))==NULL){
 printf("
 error on open c:\file1.dat !");
  return ;
 }

如果返回的指针为空，则不能正确打开C盘根目录下的file1.dat文件，给出提示信息error on open c:file1.dat !，退出程序。

文件关闭函数（fclose）

文件使用完毕，应该关闭该文件，断开文件指针与文件之间的联系。fclose函数调用的一般形式为：

fclose(文件指针);
例如：fclose(fp);

说明：正常关闭文件操作，fclose函数返回值为0；如返回值非零值，则表示有错误发生。

文本文件的读写

操作函数要求包含头文件stdio.h

字符读写函数

字符读写函数以字符（字节）为单位，每次可从文本文件中读出或写入一个字符。
1.字符读函数（fgetc）
格式：字符变量=getc(文件指针)；
功能：从指定的文件中读取一个字符
例如：ch=getc(fp); //从打开的文件fp中读取一个字符并存入ch中
2.字符写函数（fputc）
格式：fputc(字符，文件指针)；
功能：把一个字符写入指定的文件中。
说明：
（1）待写入的字符 可以是字符串常量或变量。
例如:fputc('a',fp);//是把字符'a'写入fp所指文件中。
（2）被写的文件可以用写，追加方式打开，用写方式打开一个已存在的文件时将清除原有的文件内容，写入字符从文件的首部开始；如果需要保留原有的文件内容，希望写入的字符在文件末尾存放，必须以追加方式打开文件
(3)每写入一个字符,文件内部位置指针向后移动一个字节

#include <stdio.h>
void main(){
	FILE *fpin,*fpout;
	char ch;
	if ((fpin=fopen("d:\beauty.txt","wt"))==NULL)
	{
		printf("Cannot open beauty.txt!
");
		return ;
	}
	printf("Please input a string:
");
	ch = getchar();
	while(ch!='
'){
		fputc(ch,fpin);
		ch = getchar();
	}
	fclose(fpin);
	if ((fpout=fopen("d:\beauty.txt","rt"))==NULL)
	{
		printf("Cannot read the beauty.txt!
");
		return ;
	}
	ch = fgetc(fpout); //将文件中的第一个字符读入ch
	while(ch!=EOF){
		putchar(ch);
		ch=fgetc(fpout);
	}
	fclose(fpout);
}

字符串读写函数（fgets和fputs）

1.读字符串函数（fgets）
格式:fgets(字符数组名，n，文件指针)
功能:从指定文件中读取一个字符串存入字符数组中。
说明：n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自动加上字符串结束标志‘’。
例如：fgets(str,n,fp); //从fp所指的文件中读出 n-1个字符存入字符数组str中。

#include <stdio.h>
void main(){
	FILE *fpout;
	char ch;
	char str[11];
	if ((fpout=fopen("d:\beauty.txt","rt"))==NULL)
	{
		printf("Cannot read the beauty.txt!
");
		return ;
	}
	fgets(str,11,fpout);//从fp所指的文件中读入一个含10个字符的字符串赋给str
	printf("%s
",str);
	fclose(fpout);
}

2.写字符串函数（fputs）
格式：fputs(字符串，文件指针)；

#include <stdio.h>
void main(){
	FILE *fpout;
	char ch;
	char st[20];
	if ((fpout=fopen("d:\beauty.txt","at+"))==NULL)
	{
		printf("Cannot read the beauty.txt!
");
		return ;
	}
	printf("please input a string:
");
	scanf("%s",st);
	fputs(st,fpout); //将st表示的字符串追加到fp所指的文件中
	fclose(fpout);
}

二进制文件的读写

数据块读写函数（fread和fwrite）
格式：fread(buffer,size,count,fp);
功能：读数据块
格式：fwrite(buffer,size,count,fp);
功能：写数据块
（1）buffer:是一个指针，在fread函数中表示输入数据的首地址，在fwrite函数中表示存放输入数据的首地址。
（2）size:数据块的字节数。
（3）count:要读写的数据块块数。
（4）fp:文件指针
例如：fread(fa,4,5,fp);
含义：从fp所指的文件中一次读4个字节送入4个字节送入指针fa中，连续读5次。

#include <stdio.h>
struct stud{
	char name[10];
	int num;
}sw[5],sr[5],*pw,*pr;
void main(){

	FILE *fp;
	char ch;
	int i;
	if ((fp=fopen("d:\beauty.dat","wb+"))==NULL) //以读写方式打开文件
	{
		printf("Cannot read the beauty.txt!
");
		return ;
	}
	pw = sw; //指针pw指向数组sw
	pr = sr; //指针pr指向数组sr
	printf("input data : name num 
");
	for (i=0;i<5;i++)
	scanf("%s%d",sw[i].name,&sw[i].num);
		//将指针pw指向的5个数组元素写入fp所指的文件中
		fwrite(pw,sizeof(struct stud),5,fp);
		rewind(fp); //将文件内部位置指针移到文件首部
		fread(pr,sizeof(struct stud),5,fp);
		//从fp所指的文件中读出数据存入指针pr指向的数组中
		printf("
 name num
");
		for (i=0;i<5;i++)
		{
			printf("%s %5d
",sr[i].name,sr[i].num);
			fclose(fp);
		}
}

程序以读写的方式打开d盘二进制文件st.dat,输入5个学生数据并写入文件中，然后把文件内部位置指针移到文件首部，读出5个学生数据显示到屏幕上
格式化读写函数（fscanf和fprinf）
fscanf函数和fprinf都是格式化读写函数，他们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，输入列表)；
fprintf(文件指针，格式字符串，输出列表);

例如：
fscanf(fp,"%d%s",&i,s);
fprintf(fp,"%d%c",j,ch);

#include <stdio.h>
struct stud{
	int num;
	char name[20];
}sw[5],sr[5],*pw,*pr;
void main(){
	FILE *fp;
	if ((fp = fopen("d:\你好.txt","wt+"))==NULL) //缺了wt+中的“+”将无法读取文件
	{
		printf("Cannot read 你好.txt");
		return ;
	}
	pw = sw;
	pr = sr;
	printf("input name and num:
");
	for (int i=0;i<5;i++)
	{
		scanf("%s%d",sw[i].name,&sw[i].num);
	}
	for (i=0;i<5;i++,pw++)
	{
		fprintf(fp,"%s %d
",pw->name,pw->num);
	}
	rewind(fp); //将文件内部位置指针移到文件首部
	for(i=0;i<5;i++,pr++){
		fscanf(fp,"%s %d",pr->name,&pr->num); //&符号必须加上，否则会报错，找不到该地址
	}
	printf("name  num
");
	for(i=0;i<5;i++){
		printf("%s %d
",sr[i].name,sr[i].num);
	}
 fclose(fp);
}

fscanf和fprintf函数每次只读写一个结构体数组元素，因此采用了循环语句来读写全部的数组元素。

判断文件是否结束函数（feof）

如果结束，值为1，否则，为0
feof函数可用于判断二进制文件是否结束，也可以判断文本文件是否结束

#include <stdio.h>
struct stud{
	int num;
	char name[20];
}sw[5],sr[5],*pw,*pr;
void main(){
	FILE *fpin,*fpout;
	char ch;
	if ((fpin = fopen("d:\c1.txt","rt"))==NULL)
	{
		printf("Cannot read c1.txt");
		return ;
	}
	if ((fpout=fopen("d:\c2.txt","wt"))==NULL)
	{
		printf("Cannot write c2.txt");
		return ;
	}
	ch = fgetc(fpin);
	while(!feof(fpin)){
		putchar(ch);
		fputc(ch,fpout);
		ch = fgetc(fpin);
	}
	fclose(fpin);
	fclose(fpout);

}

ferror函数
在调用各种输入输出函数（如 putc.getc.fread.fwrite等）时，如果出现错误，除了函数返回值有所反映外，还可以用ferror函数检查。 它的一般调用形式为 ferror(fp)；如果ferror返回值为0（假），表示未出错。如果返回一个非零值，表示出错。应该注意，对同一个文件每一次调用输入输出函数，均产生一个新的ferror函 数值，因此，应当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。

#include <stdio.h>
void main(){
	FILE *stream;
	stream = fopen("d:\c3.txt","wt");
	getc(stream);
	if (ferror(stream))
	{
		printf("Error reading from c3.txt
");
		clearerr(stream);
	}
	fclose(stream);

}

文件内部指针定位

移动文件内部位置指针的函数主要有两个：rewind函数和fseek函数
格式:rewind(文件指针);
功能:把文件内部位置指针移到文件首部
格式:fseek(文件指针，位移量，起始点)；
功能：移动文件内部位置指针到指定位置
说明：
（1）文件指针：指向被操作的文件。
（2）位移量：移动的字节数，要求位移量时long型数据，以便在文件长度大于64KB时不会出错
（3）起始点：表示从何处开始计算位移量。起始点有三种：文件首部，当前位置和文件尾
文件起始点表示法

起始点含义	表示符号	数字表示
文件首部	SEEK_SET	0
当前位置	SEEK_CUR	1
文件末尾	SEEK_END	2

例如：fseek(fp,100L,0); .//把文件内部位置指针移到里文件首部100个字节处

fseek函数一般用于二进制文件，因为在文本文件中要对字节进行转换，计算的位置不易确定。

#include <stdio.h>
struct stud{
	int num;
	char name[20];
}s;
void main(){
	FILE *fp;
	if ((fp=fopen("d:\beauty.dat","rb+"))==NULL)
	{
		printf("Cannot read beauty.dat
");
		return ;
	}
	rewind(fp);
	fseek(fp,sizeof(stud),0); //指针指向第二个学生信息首部
	fread(&s,sizeof(stud),1,fp);//读出第二个学生信息存入s中
	printf("%s %d
",s.name,s.num);
	fclose(fp);
}

ftell函数

ftell函数用于获得文件当前位置指针的位置，函数返回文件中当前位置指针相对于文件的首部的字节数。若fp已指向一个正确打开的文件，ftell函数调用方式如下：

long t;
t = ftell(fp);

#include <stdio.h>
struct stud{
	int num;
	char name[20];
}s;
void main(){
	FILE *fp;
	int n;
	long t;
	if ((fp=fopen("d:\beauty.dat","rb+"))==NULL)
	{
		printf("Cannot read beauty.dat
");
		return ;
	}
	fseek(fp,0L,SEEK_END); //将位置指针移到文件末尾
	t = ftell(fp); //文件当前位置指针相对于文件首的字节数,实际上是文件长度
	n = t/sizeof(stud); //以结构体为单位的数据个数
	printf("%ld %d
",t,n);
	fclose(fp);
}

本章小结

磁盘文件是存储在外部介质上的程序或数据的集合；C程序中的文件是由磁盘文件和设备文件组成的。数据文件是磁盘文件的一种，其引入的主要目的一是可是数据永久的保存在外存储器上，二是可以方便的进行数据的输入和保存。
根据文件的组成形式，数据文件可分为文本文件和二进制文件两种，主要内容如下：
1.C文件
文件类型FILE是用typedef定义的有关文件信息的一种结构体类型，不是C语言提供类型，可以在其基础之上定义文件指针。
2.C文件操作函数
C语言对文件的操作都是用库函数来实现的，利用C语言提供的库读写函数可以实现文件信息的输入，输出，修改等操作。

函数名	函数功能
fopen函数	用于打开文件。
fclose函数	用于关闭文件
fputc函数	指定文件的进行一个字符输入的操作
fgetc函数	指定文件的进行一个字符输出的操作
fputs函数	指定文件的进行一个字符串输入的操作
fgets函数	指定文件的进行一个字符串输出的操作
fprintf函数	对指定的文件进行格式化操作
fscanf函数	对指定的文件进行格式化操作
fread函数	对指定的文件进行成块读操作
fwrire函数	对指定的文件进行成块写操作
rewind函数	把文件内部指针移动到文件首部
fseek函数	移动文件内部指针到指定位置
ftell函数	获得文件当前位置指针的位置