文件操作

1.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（.c,.cpp结尾的文件）、目标文件（将源文件编译后得到obj结尾的文件）、可执行文件（exe文件，dll链接库）、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。

操作系统是以文件为单位对数据进行管理的。

文件的分类：

• 从用户观点:  1.特殊文件(标准输入输出文件或标准设备文件)；  2.普通文件(磁盘文件)
• 从操作系统的角度看，每一个与主机相连的输入、输出设备看作是一个文件。
  例：输入文件：终端键盘；输出文件：显示屏和打印机
  
• 按数据的组织形式:
  　　1.ASCII文件(文本文件):每一个字节放一个ASCII代码
  　　2.二进制文件:把内存中的数据按其在内存中的存储形式原样输出到磁盘上存放。
  例如整数10000D在内存中的存储形式以及分别按ASCII码形式和二进制形式输出到磁盘中如下图所示：

 ASCII文件和二进制文件的比较：

　　ASCII文件便于对字符进行逐个处理，也便于输出字符。但一般占存储空间较多，而且要花费转换时间。
　　二进制文件可以节省外存空间和转换时间，但一个字节并不对应一个字符，不能直接输出字符形式。
　　一般中间结果数据需要暂时保存在外存上，以后又需要输入内存的，常用二进制文件保存。

C语言对文件的处理方法：

• 缓冲文件系统：系统自动地在内存区为每一个正在使用的文件开辟一个缓冲区。用缓冲文件系统进行的输入输出又称为高级磁盘输入输出。
• 非缓冲文件系统：系统不自动开辟确定大小的缓冲区，而由程序为每个文件设定缓冲区。用非缓冲文件系统进行的输入输出又称为低级输入输出系统。

知识点：

• 在UNIX系统下,用缓冲文件系统来处理文本文件，用非缓冲文件系统来处理二进制文件。
• ANSI C 标准只采用缓冲文件系统来处理文本文件和二进制文件。
• C语言中对文件的读写都是用库函数来实现。

2.文件的打开与关闭

文件型指针变量：  FILE  *fp；
fp是一个指向FILE类型结构体的指针变量。
我们使fp指向某一个文件的结构体变量，从而通过该结构体变量中的文件信息能够访问该文件。
如果有ｎ个文件，一般应设ｎ个指针变量，使它们分别指向ｎ个文件，以实现对文件的访问。

FILE类型的数组：  FILE　f［5］；定义了一个结构体数组f，它有5个元素，可以用来存放5个文件的信息。

一头雾水？不明白？接着看具体的使用就明白啦~

文件的打开(fopen函数)
　　函数调用:
　　　　FILE  *fp；
　　　　fp ＝ fopen（文件名，使用文件方式）；
注意：
　　需要打开的文件名，也就是准备访问的文件的名字（加上路径）；
　　使用文件的方式（“读”还是“写”等）；
　　让哪一个指针变量指向被打开的文件。

文件使用方式：

对于文件使用方式有以下几点说明：

• 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。
• 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。
• 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。
  
• 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。
• 把一个文本文件读入内存时，要将ASCII码转换成二进制码，而把文件以文本方式写入磁盘时，也要把二进制码转换成ASCII码，因此文本文件的读写要花费较多的转换时间。对二进制文件的读写不存在这种转换。
  
  

3.文件的关闭(fclose函数)

函数调用:

　　fclose（文件指针）；

函数功能:

　　使文件指针变量不指向该文件，也就是文件指针变量与文件“脱钩”，此后不能再通过该指针对原来与其相联系的文件进行读写操作。

返回值:

　　关闭成功返回值为０；否则返回EOF(-1)

4.文件的读写

对文件的读和写是最常用的文件操作。在Ｃ语言中提供了多种文件读写的函数：

　　字符读写函数：fgetc 和 fputc
　　字符串读写函数：fgets 和 fputs
　　数据块读写函数：freed 和 fwrite
　　格式化读写函数：fscanf 和 fprinf

下面分别予以介绍。使用以上函数都要求包含头文件stdio.h。

5.字符读写函数：fgetc和fputc

　fputc()函数调用:
　　　fputc ( ch，fp ) ；
　函数功能: 将字符（ch的值）输出到 fp 所指向的文件中去。

　对于fputc函数的使用要说明几点:

1. 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>
   #include <stdlib.h>
   
   void main()
   {
         FILE *fp;
         char ch, filename[20];
   
         printf("Please input the filename you want to write: ");
         scanf("%s", filename);
         
         if( !(fp = fopen(filename, "wt+")))//"wt"读写打开或建立一个文本文件，允许读写 
         {
               printf("Cannot open the file!
   ");
               exit(0);   // 终止程序
         }
   
         printf("Please input the sentences you want to write: ");
         ch = getchar();  // 若注销本行，文件第一行会是空行，从第二行开始
         ch = getchar();
         while( ch != EOF )   // ctrl + z相当于EOF功能：ascall文件编码结束标志
         {
               fputc(ch, fp);
               ch = getchar();
         }
   
         fclose(fp);
   }

　fgetc()函数调用:
　　　ch = fgetc(fp);
　函数功能: 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函数的使用要说明几点：

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. 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。
3. 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。
4. 应注意文件指针和文件内部的位置指针不是一回事。
5. 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。
6. 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>
   #include <stdlib.h>
   
   void main()
   {
         FILE *fp;
         char ch, filename[20];
   
         printf("Please input the filename you want to write: ");
         scanf("%s", filename);
         
         if( !(fp = fopen(filename, "r")))
         {
               printf("Cannot open the file!
   ");
               exit(0);   // 终止程序
         }
   
         while( ch != EOF )   // ctrl + z
         {
               ch = fgetc(fp);
               putchar(ch);
         }
   
         fclose(fp);
   }

　补充1:

　　从一个文本文件顺序读入字符并在屏幕上显示出来：

ch = fgetc（fp）；
while（ch！= EOF）
{
    putchar（ch）；
    ch = fgetc（fp）；
｝ 

　　注意：EOF不是可输出字符，因此不能在屏幕上显示。由于字符的ASCII码不可能出现－１，因此EOF定义为－１是合适的。当读入的字符值等于－１时，表示读入的已不是正常的字符而是文件结束符。

　补充2:

　　从一个二进制文件顺序读入字符：

while（！feof（fp））
　 {
        ch = fgetc（fp）；
　 ｝ 

　　注意：ANSI C提供一个feof（）函数来判断文件是否真的结束。如果是文件结束，函数feof（fp）的值为１（真）；否则为０（假）。以上也适用于文本文件的读取。

　作业：图片、文件合成器

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void main()
{
      FILE *f_file, *f_pic, *f_finish;
      char ch, pic_name[20], file_name[20], finish_name[20];

      printf("请输入要合成的图片、文件名称: 
");
      printf("图片: ");
      scanf("%s", pic_name);
      printf("文件: ");
      scanf("%s", file_name);
      printf("结果: ");
      scanf("%s", finish_name);
      
      if( !(f_pic = fopen(pic_name, "rb")))
      {
            printf("Cannot open the ficture %s!
", pic_name);
            exit(0);   // 终止程序
      }
      if( !(f_file = fopen(file_name, "rb")))
      {
            printf("Cannot open the file %s!
", file_name);
            exit(0);   // 终止程序
      }
      if( !(f_finish = fopen(finish_name, "wb")))
      {
            printf("Cannot open the file %s!
", finish_name);
            exit(0);    // 终止程序
      }

      while( !feof(f_pic) )//feof()函数作用是测试是否数据流到了结尾，返回0代表不是在文件结尾
      {
            ch = fgetc(f_pic);
            fputc(ch, f_finish);
      }
      fclose(f_pic);

      while( !feof(f_file) )
      {
            ch = fgetc(f_file);
            fputc(ch, f_finish);
      }
      fclose(f_file);
      fclose(f_finish);
      system("pause")//目的是整个程序结束时暂停一下，来自stdlib库
}

6.字符串读写函数：fgets和fputs
　fgets函数调用形式如：fgets(str,n,fp);
　函数作用：从fp所指的文件中读出n-1个字符送入字符数组str中，因为在最后加一个’’。
　返回值：str的首地址

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define LEN 31

void main()
{     
      FILE *fp;
      
      char buffer[LEN];
      
      if( !(fp = fopen("fishc.txt","rt")))            
      {            
            printf("
Cannot open file strike any key exit!");                        
            exit(1);            
      }
      
      fgets(buffer, LEN, fp);      

      printf("%s
", buffer);
      
      fclose(fp);      
}

　fputs函数调用方式：fputs(“FISHC”,fp);
　函数作用：其意义是把字符串“FISHC”写入fp所指的文件之中。
　返回值：输入成功，返回值为0；输入失败，返回EOF.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define LEN 20

void main()
{      
      FILE *fp;
      
      char ch, buffer[LEN];
      
      if( !(fp = fopen("fishc.txt", "at+")))            
      {            
            printf("Cannot open file strike any key exit!");                                    
            exit(1);            
      }
      
      printf("Please input a string:
");       
      fgets(buffer, LEN, stdin);  // 为什么不用scanf()?不能接受回车和空格键。 stdin又是啥?指的是键盘输入文件
      
      fputs(buffer, fp);
      
      rewind(fp);             // 重新定义文件内部指针去到开头处
      
      ch = fgetc(fp);
      
      while( ch != EOF )            
      {            
            putchar(ch);            
            ch = fgetc(fp);            
      }
      
      printf("
");
      
      fclose(fp);      
}

7.数据块读写函数(fread()和fwrite())
　函数调用:
　　read (buffer, size, count, fp);
　　fwrite(buffer, size, count, fp);
　参数说明：
　　buffer：是一个指针。
　　对fread 来说，它是读入数据的存放地址。
　　对fwrite来说，是要输出数据的地址（均指起始地址）。
　　size：  要读写的字节数。
　　count： 要进行读写多少个size字节的数据项。
　　fp：    文件型指针。
　使用举例，若有如下结构类型：

struct student_type
{char name[10];
 int num;
 int age;
 char addr[30];} stud[40];

　可以用fread和fwrite来进行数据的操作：

for（ｉ＝０；ｉ＜４０；ｉ＋＋）
      fread(&stud［i］，sizeof(struct student-type)，1，fp);　 
for（ｉ＝０；ｉ＜４０，ｉ＋＋）
      fwrite(&stud［i］，sizeof(struct student-type)，1，fp);

　作业：从键盘输入４个学生的有关数据，然后把它们以二进制的格式存储到磁盘文件中。

#include <stdio.h>

#define SIZE 4

struct student
{
      char name[10];
      int num;
      int age;
      char addr[15];
}stu[SIZE];

void save()
{
      FILE *fp;
      int i;
      
      if( !(fp = fopen("student-list", "wb")))
      {
            printf("Cannot open the file!
");
            return;
      }

      for( i=0; i < SIZE; i++ )
      {
            if( fwrite(&stu[i], sizeof(struct student), 1, fp) != 1 )
            {
                  printf("File write error!
");
                  fclose(fp);
            }
      }
}

void main()
{
      int i;

      printf("Please input the student's name, num, age and address: 
");
      for( i=0; i < SIZE; i++ )
      {
            scanf("%s %d %d %s", stu[i].name, &stu[i].num, &stu[i].age, &stu[i].addr);
      }

      save();
}

// 作业: 写一个load()函数将该文件读取并显示出来! 聪明如你，认真思考一定能做到的! 

#include <stdio.h>

#define SIZE 4

struct student
{
      char name[10];
      int num;
      int age;
      char addr[15];
}stu[SIZE];

void load();

void main()
{
      int i;

      load();
      printf("      name   num   age     address

");
      for( i=0; i < SIZE; i++ )
      {
            printf("%10s %5d %5d %10s
", stu[i].name, stu[i].num, stu[i].age, stu[i].addr);
      }
}

// 作业: 写一个load()函数将该文件读取并显示出来! 聪明如你，认真思考一定能做到的! 
void load()
{
      FILE *fp;
      int i;
      
      if( !(fp = fopen("student-list", "r")))
      {
            printf("Cannot open the file!
");
            return;
      }

      for( i=0; i < SIZE; i++ )
      {
            fread(&stu[i], sizeof(struct student), 1, fp);           
      }
      fclose(fp);
}

8.格式化读写函数(fprintf()和fscanf())
　函数调用:
　　fprintf ( 文件指针，格式字符串，输出表列）；
　　fscanf  ( 文件指针，格式字符串，输入表列）；
　函数功能: 从磁盘文件中按格式读入或输出字符。
　例如：
　　fprintf(fp, "%d,%6.2f", i, t);
　　fscanf (fp, "%d,%f", &i, &t);

9.顺序读写和随机读写
　　顺序读写：位置指针按字节位置顺序移动。
　　随机读写：读写完上一个字符（字节）后，并不一定要读写其后续的字符（字节），而可以读些文件中任意位置上所需要的字符（字节）。

10.fseek函数（一般用于二进制文件）

　函数功能：改变文件的位置指针
　函数调用形式：fseek(文件类型指针，位移量，起始点)

　起始点：
　　文件开头             SEEK_SET      0
　　文件当前位置     SEEK_CUR     1
　　文件末尾             SEEK_END     2

　位移量：以起始点为基点，向前移动的字节数。

　fseek函数应用举例：

　　fseek(fp，100L，０）;  将位置指针移到离文件头100个字节处
　　fseek(fp，50L， １）;  将位置指针移到离当前位置50个字节处
　　fseek(fp，50L， ２);  将位置指针从文件末尾处向后退50个字节
　　fseek(fp,i*sizeof(struct stu),0);  将位置指针移到离文件头i*sizeof(struct stu)这个距离处。

　例子：在学生文件stu_list中读出第二个学生的数据。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct student
{      
      char name[10];      
      int num;      
      int age;      
      char addr[15];      
}boy;

void main()
{      
      FILE *fp;
        
      int i=1;      // 用于定位第 i 个结构
      
      if( !(fp = fopen("student-list", "r")))
      {
            printf("Cannot open the file!
");
            return;
      }
      
      rewind(fp);      
      fseek(fp, i*sizeof(struct student), 0);      
      fread(&boy, sizeof(struct student), 1, fp);
      
      printf("name	number      age     addr
");      
      printf("%s	%5d  %7d      %s
", boy.name, boy.num, boy.age, boy.addr);
      
      system("pause");
}

11.ftell函数
　函数作用：得到流式文件中的当前位置，用相对于文件开头的位移量来表示。
　返回值：返回当前位置，出错时返回-1L。在文件头返回0。
　应用举例：
　　i = ftell(fp);
　　if(i == -1L)  printf(“error ”);

12.出错的检测

　ferror函数调用形式：ferror(fp);
　返回值：返回0，表示未出错；返回非0，表示出错。
　注意：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。

　clearerr函数调用形式：clearerr(fp);
　函数作用：使文件错误标志和文件结束标志置为0。
　注意：只要出现错误标志，就一直保留，直到对同一文件调用clearerr函数或rewind函数，或任何其他一个输入输出函数。

文件操作小结：