[C++知识库]C语言文件操作

C语言文件操作

什么是文件

文件就是在磁盘上的一段存储空间。

不同文件的格式是不一样的，也就是说文件存储的数据是不同的。比如 txt(文本文件) 存储的是字符数据，png(图片文件) 存储的是颜色标识数据，exe(可执行文件) 存储的都是代码。当然数据的本质都是二进制的 0和1，不同的文件在宏观上都是使用 后缀 来区分的。

所谓文件操作，就是把文件内容读进程序里，然后根据格式进行解析，进行读写等操作。

如何操作文件

一、打开文件

FILE *fopen( const char *filepath,  const char *mode );

使用上面这个函数来打开一个文件。它的原理是在物理内存开辟一块空间，将磁盘中被选定文件的内容复制过来(本质就是一大堆字符串)，然后进行操作。当我们操作文件结束之后，再把复制的这一份更新到磁盘空间，最终完成修改。

FILE*                 //返回值是一个文件指针，也就是物理内存上这块空间的首地址
fopen                 //函数名
const char *filepath  //参数1，文件的路径(绝对、相对路径)，注意绝对路径的\要进行转义
const char *mode      //参数2，文件的打开方式

当我们对文件的操作结束后，需要在程序中关闭文件。这一步会将我们修改后的文件更新到磁盘空间，把开辟的操作文件内存空间释放。

int fclose( FILE *stream ); //唯一参数，文件指针

二、文件的打开方式

（一）文本模式（默认的打开模式）

1. r模式：只读模式

   r模式，又称 rt (read text) 模式，通过这种形式打开文件，文件就只能读取，不能修改。且打开的前提要求是文件必须存在，不存在则打开失败，会报错。

2. w模式：可读可写模式之从头来过

   w模式，又称 wt 模式，通过 w 模式打开的文件，首先会自动擦除原数据。比如文件原来有内容，w 模式打开就会先把文件擦除，重新按照操作写入新数据。

   而当文件不存在的时候，会创建文件。

3. a模式：可读可写模式之狗尾续貂

   a模式，又称 at 模式(append)，通过 a 模式打开的文件，不会擦除原有数据，而是在原有内容后面接着写。比如文件有内容，打开文件内容原封不动，如果写入新内容，就会在原有的尾巴上接着写。

   当文件不存在的时候，会创建文件。

4. 三种模式的plus版本

   r+模式( r模式plus版本 )，通过这个模式打开文件，可读可写。所以plus之处就是加上了“写”操作。注意前提仍然是文件必须存在。而且 r+ 模式等同 w 模式，都是擦除写。

   同理，w+ 和 a+ 模式就是 w 和 a 模式的plus版本。因为plus之处在于加上“写”操作，所以plus版本和以前没什么变化。

（二）二进制模式（需要指定的模式）

1. rb模式：只读模式

   rb(read bit)模式，原理同 rt 模式。（文件必须存在）

2. wb模式：可读可写模式之从头来过

   wb模式，原理同 wt 模式。（文件不存在会创建文件）

3. ab模式：可读可写模式之狗尾续貂

   ab模式，原理同 ab 模式。（文件不存在会创建文件）

4. 三种模式的plus版本

   rb+模式( rb 模式plus版本 )，文件可读可写。注意前提仍然是文件必须存在。而且 r+ 模式等同 w 模式，都是擦除写。

   同理，wb+ 和 ab+ 模式没什么变化。

三、操作文件

（一）写

1. fwrite：一次写入指定字节数

   size_t fwrite(         //返回值是实际写入的字符数(int型)，写入失败会返回 0
      const void *buffer, //参数1：要写入文件的数据的首地址，可以是字符串、数组、结构体
      size_t size,        //参数2：sizeof(类型)
      size_t count,       //参数3：数据数量，参数2与参数3相乘得出写入的字节数
      FILE *stream        //参数4：文件指针
   );
   

   举个栗子：

   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
   
   int main()
   {
       char* str = "I LOVE YOU !";
   
       FILE* f = fopen("C:\\Users\\13040\\Desktop\\test.txt", "w");
   
       fwrite(str, sizeof(char), strlen(str), f);
       fwrite("\n", sizeof(char), 1, f);  // 写入回车
       fwrite(str, sizeof(char), strlen(str), f);
   
       fclose(f);
   
       return 0;
   }
   

2. fputs：一次写入一行（但它不会自动加换行，换行需要自己在输入字符串尾巴加\n）

   int fputs( const char *str,   FILE *stream );
   
   //返回值：成功返回 0，失败返回EOF（-1）
   //参数1：输入的字符串（只能输入字符串）
   //参数2：文件指针
   

   举个李子：

   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
   
   int main()
   {
       char* str = "I LOVE YOU !";
   
       FILE* f = fopen("C:\\Users\\13040\\Desktop\\test.txt", "w");
   
       fputs(str, f);
       fputs("\n", f);
       fputs(str, f);
   
       fclose(f);
   
       return 0;
   }
   

3. fprintf：格式化写入

   int fprintf( 
      FILE *stream,        //文件指针
      const char *format [,//和printf函数一样的参数要求
         argument ]...
   );
   

   举个梨子：

   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
   
   int main()
   {
       FILE* f = fopen("C:\\Users\\13040\\Desktop\\test.txt", "w");
   
       fprintf(f, "%d,%s,%lf", 12, "hello", 12.34);
       fclose(f);
       //写入内容:12,hello,12.340000
       return 0;
   }
   

（二）读（注意w和r+模式会擦除内容）

1. fread()：一次读指定字节数

   size_t fread(     //返回值是实际读出的字节数
       void *buffer, //参数1：我们自定义的字符数组，文件读出来的内容装在这里
       size_t size,  //参数2：sizeof(类型)
       size_t count, //参数3：数据数量，参数2与参数3相乘等于读出的字节数
    	FILE *stream  //参数4：文件指针
   );
   

   举个例子：

   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
   
   int main()
   {
       char str[15] = { 0 };
   
       FILE* f = fopen("C:\\Users\\13040\\Desktop\\test.txt", "r");
       
       fread(str, sizeof(char), 12, f);
       puts(str); //I LOVE YOU !
       
       /*while (fread(str, sizeof(char), 1, f))
       {
           printf("%s", str);// I LOVE YOU !
       }*/
       
       fclose(f);
       return 0;
   }
   

   fread()读写结构体：

   #include <stdio.h>
   
   struct Node
   {
       int id;
       char name[10];
       short age;
       double score;
   };
   
   int main()
   {
       //写操作
       struct Node stu1 = { 13,"张三",20,88.8 };
   
       FILE* f = fopen("C:\\Users\\13040\\Desktop\\test.txt", "w");
       fwrite(&stu1, sizeof(stu1), 1, f);
       fclose(f);
   
       //读操作
       struct Node stu2;
   
       FILE* g = fopen("C:\\Users\\13040\\Desktop\\test.txt", "r");
       fread(&stu2, sizeof(stu1), 1, g);
       fclose(f);
       
       return 0;
   }
   //调试发现：stu2{id=13 name=0x000000af711cfc0c "张三" age=20 ...}成功读取
   

2. fgets()：一次读一行

   char *fgets( char *str,  int n,  FILE *stream );
   
   //返回值：就是str的地址
   //参数1：读出来的数据装在哪儿
   //参数2：最大的读取量，不要超过参数1的长度
   //参数3：文件指针
   

   举个例子：

   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
   
   int main()
   {
       char str[20] = "";
   
       FILE* f = fopen("C:\\Users\\13040\\Desktop\\test.txt", "r");
   
       fgets(str, 20, f);
       puts(str);
       fclose(f);
   
       return 0;
   }
   

3. fscanf()：格式化读（与fprintf配套使用）

   int fscanf( 
      FILE *stream,        //文件指针
      const char *format [,//和scanf函数一样的参数要求
         argument ]... 
   );
   

   举个例子：

   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
   
   int main()
   {
       int a = 0;
       char str[20] = { 0 };
       double b = 0;
   
       FILE* f = fopen("C:\\Users\\13040\\Desktop\\test.txt", "r");
       
       //先w模式写入，记住字符串连接数字必须用空格隔开，要不然读取的时候字符串不遇空格不停
       //fprintf(f, "%d,%s %lf", 12, "hello", 12.34);
   
       //怎么用fprintf写的，fscanf就得怎么读，格式字符串必须保持一致
       fscanf(f, "%d,%s %lf", &a, str, &b);
   
       printf("%d\n", a);
       printf("%s\n", str);
       printf("%lf", b);
   
       fclose(f);
       
       return 0;
   }
   /*
   12
   hello
   12.340000
   */
   

（三）文件游标指针

为了对读写进行控制，系统为每一个文件设置了一个文件读写游标指针(或称文件读写位置标记)，用来指示“接下来要读写的下一个字符的位置”。

一般情况下，在对文本文件进行顺序读写时，文件游标指针指向文件开头，这时进行读操作，就读第一个字符，然后文件游标指针向后移动一个位置，以此类推，遇到文件尾结束。

如果是写操作，则每写完一个数据后，文件游标指针顺序向后移动一个位置，然后下一次写操作时把数据写入新的所指位置，以此类推，直到写完全部数据。

也可以根据需要，人为移动游标指针位置。

• feof判断文件的游标指针是否位于文件结尾处

  int feof( FILE *stream );
  //参数为文件指针
  //返回值：游标指针没到文件结尾返回 0，到了结尾返回 !0（利用这点可作循环条件）
  

• fseek设置文件游标指针的位置

  int fseek(    
  FILE *stream,   //参数1：文件指针
     long offset, //参数2：设置文件游标指针指的位置
     int origin   //参数3：具体位置
  ); 
  

  巨蟹李子：

  fseek(f, 0L, SEEK_SET) 	//设置游标指针指向文件起始位置
  
  fseek(f, 10L, SEEK_SET)	//设置游标指针指向起始位置 向右 挪动10个字节处
  
  fseek(f, 10L, SEEK_CUR)	//设置游标指针在当前位置 向右 挪动10个字节处
  
  fseek(f, -10L, SEEK_CUR)//设置游标指针在当前位置 向左 挪动10个字节处
  
  fseek(f, 0L, SEEK_END)	//设置游标指针指向文件结尾位置(最后一个字符后面)
  
  fseek(f, -10L, SEEK_END)//设置游标指针指向结尾 向左 挪动10个字节处
  

• ftell返回文件游标指针的当前位置

  long ftell( 
     FILE *stream //文件指针
  );
  //返回文件游标指针当前位置的下标(下标从0开始)