C语言的文件函数

此篇文章主要对C语言中的" 文件读写函数 "进行详细的刨析~通过此篇文章能够了解并学习到：" 字符读写函数 "，" 文本行读写函数 "，" 格式化读写函数 "，" 二进制读写函数 "，" 文件随机读取函数 "等相关知识~

(上一篇:文件基础知识传送门：C语言的文件基础知识-CSDN博客)

文件使用方式表：

文件使用方式	含义	如指定文件不存在
" 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	建立一个新文件
" a "（追加）	像文本文件尾添加数据	建立一个新文件
" 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，建立一个新的文件	建立一个新文件
" a+ "（读写）	打开一个文件，在文件尾进行读写	建立一个新文件
" 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	建立一个新文件

一、文件的打开与关闭

① 文件的打开函数

在我们编写程序，想要实现对文件的读写前，我们需要先打开一个文件，我们可以看到fopen的参数：filename 是文件名，其代表的就是想要进行操作的对应文件(有时文件并不在程序中，我们可以将此处替换成此文件的绝对路径)。

mode 代表的是文件的打开模式，文件的打开模式：

(文件打开成功时，返回文件起始位置的文件指针；文件打开失败时，返回空指针NULL!!!)

测试代码：

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}return 0;
}

注意!!!!!!

在我们使用fopen去打开一个文件时，为了安全，我们要判断接收文件指针的变量pf是否为空(也就是判断文件是否成功被打开~)，如果打开失败，则输出错误原因，并退出此次运行。

这段代码...是不是少了些什么呢？(注意参考动态内存管理中的内存开辟...此代码只"打开"了，但没有"关闭"~)

知道了！既然我们打开了一个文件，相应的就需要关闭文件~

② 文件的关闭函数

此函数的作用就是用于关闭文件。

FILE* stream 指的是想要关闭的文件。

(关闭文件后，需要将pf置空，否则pf会变成危险的野指针!!!)

(就像之前学习动态内存管理时，使用free释放内存后，需要再置空一次~)

那么既然了解了文件的打开与关闭，让我们将两者融合，练习一下~：

int main()
{FILE* pf = fopen("data1.txt", "w");//检查是否打开失败if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}fclose(pf);//防止pf变成野指针pf = NULL;
}

注意：在我们运行此代码之前，我的电脑中是没有"data1.txt"文件的。

而当我们运行代码后，再进行查看，会发现文件中出现了"data1.txt"。

这是因为 " w " 在查找不到目标文件时，就会创建一个新文件，并且命名为目标文件的名字。

而当我们将此文件删除，再使用 " r " 来读取该文件会发生什么呢：

没错，就是报错(找不到该文件)

(如果我们将文件 "data1.txt" 存入其他的文件路径中，那么对 "data1.txt" 的读取是否能够成功呢？)

我们可以看到，这种情况下是无法找到该文件的，那么这时我们就不能找到这个文件了吗？答案是，可以找到~因为此时我们输入的文件名并不完整，所以它找不到另一个文件路径中的该文件，此时我们可以将全部文件名写入："data1.txt"—>"D:\\data1.txt"

(正常是一个\，写\\会防止\与后面字符结合)

此时我们可以看到，再次进行文件的查找，就能够找到了~

二、文件的顺序读写函数

顺序读写函数表：

功能	函数名	适用于
字符输入函数	fgetc	所有输入流
字符输出函数	fputc	所有输出流
文本行输入函数	fgets	所有输入流
文本行输出函数	fputs	所有输出流
格式化输入函数	fscanf	所有输入流
格式化输出函数	fprintf	所有输出流
二进制输入	fread	文件
二进制输出	fwrite	文件

① 字符输出函数 fputc

我们可以看到，fputc函数有两个参数：

int character：代表想要写入文件的字符。

FILE* stream：代表操作的目标文件。

fputc函数的作用：将character代表的字符写入文件stream中，并将位置标识符向前移动。

📚代码演示：创建一个 data.txt ，然后使用fputc函数分别写入 "hello" 到文件中。

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int arr[5] = { 'h','e','l','l','o' };for (int i = 0; i < 5; i++){fputc(arr[i], pf);//或者直接fputc('h',pf);...}                     //的依次存入也可以fclose(pf);           //因为每次存入,位置标识符自动向前移动.pf = NULL;return 0;
}

代码运行前：

代码运行后：

② 字符输出函数 fgetc

可以看到，fgetc函数的参数只有FILE* stream。

fgetc函数的作用：从指定的stream中提取下一个字符，并且位置标识符自动向前移动。

(如果调用流时流在文件末尾，则函数返回EOF并设置流的文件末尾标识符)

(如果发生读取错误，函数返回EOF并设置流的错误标识符(ferror))

📚代码演示：将"data.txt"中的数据进行读取并输出：

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int c;while ((c = fgetc(pf)) != EOF){printf("%c", c);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

代码运行前：(该文件中已经存入了"hello")

代码运行：

③ 文本行输出函数 fputs

我们可以看到，fputs函数的参数有两个：

const char* str：存储想要传递的数据(字符串)。

FILE* stream：用于接收数据的目标文件。

fputs函数的作用：将字符串str中的数据传输到stream中。

📚代码演示：使用 fputs 函数向文件"data.txt"中写入"hello world"，"abcdef"。

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}char str0[20] = "hello world\n";char str1[20] = "abcdef";fputs(str0, pf);//也可以直接fputs("hello world\n",pf);fputs(str1, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

代码运行后：

(注意:fputs函数是可以接收换行符 '\n' 的)

④ 文本行输出函数 fgets

fgets函数的参数有三个：

char* str：代表接收文件数据的字符串。

int num：代表传输的字符个数。

FILE* stream：代表提取数据的文件。

fgets函数的作用：从流中获取字符串，并将其作为C字符串存入str中，直到 (num - 1) 字符读取完毕，或到达新行或文件的末尾。

📚代码演示：使用 fgets 函数读取上题中data.txt中的两行字符串：

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}char str[100];fgets(str, 13, pf);printf("%s", str);fgets(str, 7, pf);printf("%s", str);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

运行代码：

(需要注意的是： "hello world\n" 中共有12个字符，而输出12个字符，要将num设置为13~)

⑤ 格式化输出函数 fprintf

fprintf函数的参数有三个：

FILE* stream：想要写入的目标文件。

const char* format：格式化数据的对应类型。

"......"：格式化数据的名字。

fprintf函数的作用：将格式化的数据写入文件。

或许这样看有些不大明了，没关系，让我们对比一下与它极其极其极其相似的函数~：printf

怎么样，这样看来思路就清晰了许多吧？没错，printf与fprintf的差别就是：

"printf是标准输出流的输出函数，用于将输出输出到屏幕上；而fprintf则是向文件输出，二者均是输出函数，只是目标不同~"

📚代码演示：创建一个学生结构体，写入"姓名"，"年龄"，"成绩"，并初始化数据然后使用 fprintf 将数据存入文件 "data.txt" 中。

struct stu
{char name[20];int age;double score;
};
int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "w");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}stu s = { "xiaowang",20,99.5 };fprintf(pf, "%s %d %lf", s.name, s.age, s.score);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

代码运行：

⑥ 格式化输出函数 fscanf

fscanf函数的参数同样有三个：

FILE* stream：代表从该文件中读取数据。

const char* format：数据的类型。

"..."：对应数据的名字。

fscanf函数的作用：对文件中格式化的数据进行读取。

同样的，让我们与"scanf"进行一下比较：

fscanf 与 scanf 二者区别：

"scanf是从标准输入(键盘)读取格式化数据；而fscanf是从文件中读取格式化的数据(所有的输入流)，二者读取数据的位置不同~"

📚代码演示：将上段代码中存入文件"data.txt"中的学生信息读取到一个结构体中，并将其数据打印到屏幕上。

struct stu
{char name[20];int age;double score;
};
int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}stu s = {};fscanf(pf, "%s %d %lf", s.name, &s.age, &s.score);printf("%s %d %lf", s.name, s.age, s.score);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

运行代码：

(注意:字符数组名字就是地址，故不用取地址)

⑦ 二进制输出函数 fwrite

fwrite函数有四个参数!!!：

const void* ptr：代表要写入的元素数组。

size_t size：要写入的每个元素的大小(以字节为单位)。

size_t count：代表元素数目。

FILE* stream：指定的目标文件。

fwrite函数的作用：从ptr指向的内存块写入计数元素数组。

（每个数组的大小为数据类型大小的字节。）

（流的位置指示符由写入的字节总数来提高。）

📚代码演示：定义一些数据，并使用 fwrite 输入到文件"data.txt"中：

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int num[5] = { 1,2,4,8,16 };int sz = sizeof(num[0]);int len = sizeof(num) / sizeof(num[0]);fwrite(num, sz, len, pf);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

运行代码：

欸？此时我们会发现，存入文件中的似乎都是乱码，我们打开文件夹中的文件再查看一下：

仍然是乱码，这是怎么回事呢？

其实这是因为，fwrite是二进制形式的写入，而在文档中一般采用的都是ASCII存储方式，所以当我们直接将二进制形式写入文件中，自然就是看不懂的~

而其实我们强大的VS编译器能够解决这种问题：

而我们也可以使用下面的函数做到读取~

⑧ 二进制输入函数 fread

此函数的参数与上一个函数的参数是一样的(除了ptr不再被const保护)~

fread的作用：从流stream中读取数据到 ptr 所指的数组中。

📚代码演示：

int main()
{FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");if (pf == NULL){perror("fopen");return 1;}int num[5] = { 0 };int sz = sizeof(num[0]);fread(num, sz, 5, pf);int len = sizeof(num) / sizeof(num[0]);for (int i = 0; i < len; i++){printf("%d ", num[i]);}fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

运行代码：

三、文件的随机读写函数

① 文件指针定位函数 fseek

fseek函数有三个参数：

FILE* stream：进行操作的文件。

long int offset：相对 origin 的偏移量。

int origin：表示开始添加偏移 offset 的位置，它一般指定为以下列常量之一：

常量	描述
SEEK_SET	文件的开头
SEEK_CUR	文件指针的当前位置
SEEK_END	文件的末尾

fseek函数的作用：可以根据文件指针所指向的位置，以及偏移量来指定数据。

📚代码演示：在文件"data.txt"中随便写一些数据，并读取(此时文件中有"abc")

int main() 
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

那如果我想要单独得到一个b，改如何去得到呢？

此时我们就可以使用fseek函数：

int main() 
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}fseek(pf, 1, SEEK_CUR);int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

② 返回偏移量函数 ftell

作用：返回文件指针相对起始位置的偏移量。

📚代码演示：使用ftell返回偏移量。（此时文件中为"abcdef"）

#include <stdio.h>int main(void) 
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}fseek(pf, 3, SEEK_CUR); int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);int ret = ftell(pf);printf("%d\n", ret);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

③ 文件指针返回起始位置函数 rewind

功能于其名称一样，就是使给定的文件开头，让文件返回起始位置。

📚代码演示：将上一段代码的文件使用rewind返回起始位置。

int main(void) 
{FILE* pf = fopen("data.txt", "r");if (pf == NULL) {perror("fopen");return 1;}fseek(pf, 3, SEEK_CUR); int ch = fgetc(pf);printf("%c\n", ch);int ret = ftell(pf);printf("%d\n", ret);rewind(pf);ret = ftell(pf);printf("%d\n", ret);fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}

代码运行：