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[C++知识库]C语言文件操作(二) —— 初识“流”以及文件的顺序读写(fgetc / fgets / fscanf / fread )

所谓的文件读写,其实就是向流输入/输出数据,那么什么是流呢?C语言又该如何读写文件呢?


目录

一、初识“流”

1、什么是“流”?

2、 为什么会有“流”的概念?

二、文件的顺序读写

1、单字符读写(fgetc / fputc)

(1) fgetc 函数

(2) fputc 函数

2、多字符读写(fgets / fputs)

(1) fgets 函数

(2) fputs 函数

3、格式化读写(fscanf?/?fprintf)

(1) fprintf 函数

(2)?fscanf 函数

4、二进制读写(fread?/?fwrite)

(1)?fwrite函数

(2) fread?函数


一、初识“流”

1、什么是“流”?

流其实是一种信息的转换。按照处理的数据单位不同,可以分为字节流、字符流;按照数据流的方向不同,可以分为输入流(从外设读取信息)、输出流(向外设输出信息)。

2、 为什么会有“流”的概念?

输出数据的对象,不光有文件,比如我们打印“hello,world”,其实是在向屏幕输出内容;我们要发送消息给别人,其实要先向网卡输出数据。读取数据也是同理,除了文件外,还有键盘和网卡。

但是实际在输出数据的时候,写文件和写入网卡调用的函数似乎并不相同,因为在向网络输出数据的时候,我们需要考虑网络字节序,而写入文件则无需考虑这些。为了解决向不同外设输出内容时,无需考虑格式转换的问题,因此引入了“流”的概念,我们通过“流”来帮我们转换。

二、文件的顺序读写

文件的顺序读写大体分为四种方式:

  • 单字符读写:每次读取/写入一个字符
  • 多字符读写:每次读取/写入多个字符
  • 格式化读写:按照指定格式读取/写数据
  • 二进制读写:以二进制的形式读取/写入数据(该方式仅适用于文件)

1、单字符读写(fgetc / fputc)

(1) fgetc 函数

fgetc的作用是从流或者标准输入(键盘)中获取一个字符。如果是从标准输入中获取,如果键盘一直没有输入,那么fgetc会阻塞等待。fgetc 的函数声明如下:

第一个参数:任意输入流,文件流或者标准输入流(即文件指针或者stdin)

返回值:调用成功返回读取到的字符的ASCII码,调用失败或者到达文件尾返回EOF

FILE* pfr = fopen("D:\\data.txt", "r");
if (pfr == NULL)
{
	perror("fopen");
	return -1;
}

int ch = fgetc(pfr);
printf("%c ", ch);
ch = fgetc(pfr);
printf("%c ", ch);
ch = fgetc(pfr);
printf("%c ", ch);

fclose(pfr);
pfr = NULL;

注意:实际上每次在读取文件的时候,文件指针一开始会指向第一个字符的位置,每调用一次fgetc,文件指针就会向后移动一个单位。当文件被关闭的时候,指针指向的位置会被重置。

(2) fputc 函数

fputc的作用是向流或者标准输出(屏幕)中输出一个字符。fputc 的函数声明如下:

第一个参数:要写入的字符的ASCII码

第二个参数:任意输出流,如文件流或者标准输出流(即文件指针或者stdout)

返回值:调用成功返回刚刚写入的字符的ASCII码,调用失败返回EOF

FILE* pfw = fopen("D:\\data.txt", "w");
if (pfw == NULL)
{
	perror("fopen");
	return -1;
}
fputc('a', pfw);		// 写入字符 'a'
fputc('b', pfw);		// 写入字符 'b'
fputc('c', pfw);		// 写入字符 'c'

fclose(pfw);
pfw = NULL;

2、多字符读写(fgets / fputs)

(1) fgets 函数

fgets 的作用是从流或者标准输入(键盘)中获取多个字符。?fgets 的函数声明如下:

第一个参数:存储读取到的字符串

第二个参数:要读取的字符个数

第三个参数:任意输入流,文件流或者标准输入流(即文件指针或者stdin)

返回值:读取成功则返回读取到的字符串地址;如果读取失败或者读到文件尾,则返回NULL

FILE* pf = fopen("D:\\data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
	perror("fopen");
	return -1;
}
char arr[20] = { 0 };
fgets(arr, 5, pf);	// 一次读取5个字符到arr中
                    //(实际只读取4个,剩余的一个位置用来放'\0')

fclose(pf);
pf = NULL;

注意:这里的读取方式和 fgetc 的读取方式是一样的,也是会有一个文件指针来指向下一个要读取的字符。值得注意的是,如果存在多行, 调用 fgets 读取时,读取完第一行的所有字符,才会转到第二行开始读取,并不是 每调用一次 fgets 就换一行。

(2) fputs 函数

fputs 的作用是向流或者标准输出(屏幕)中输出多个字符。fputs?的函数声明如下:

第一个参数:要输出的字符串

第二个参数:任意输出流,如文件流或者标准输出流(即文件指针或者stdout)

返回值:输出成功返回一个非负值,输出失败返回EOF

FILE* pf = fopen("D:\\data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
	perror("fopen");
	return -1;
}
const char* str = "abc";
fputs(str, pf);		

fclose(pf);
pf = NULL;

3、格式化读写(fscanf?/?fprintf

格式化读写指的是可以按照指定类型从流中 读取 / 写入,不局限于字符型。

(1) fprintf 函数

fprintf 函数的作用是 按照指定格式,将数据写入到流中。可以是写入一个整型,也可以是写入一个浮点型。fprintf 函数的声明如下:

第一个参数:任意输出流,如文件流或者标准输出流(即文件指针或者stdout)

第二个参数:可以参考printf 的写法

返回值:返回写入的字节数,调用失败返回值小于0.

FILE* pf = fopen("D:\\data.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
	perror("fopen");
	return -1;
}

int a = 10;
float b = 3.14f;
fprintf(pf, "%d %f", a, b);   // 将 a 以整型的方式写入,将 b 以浮点型的方式写入

fclose(pf);
pf = NULL;

(2)?fscanf 函数

fscanf 函数的作用是按照指定格式,从流中读取内容(前提是流中有对应类型的数据)。fscanf 函数声明如下:

第一个参数:任意输入流,文件流或者标准输入流(即文件指针或者stdin)

第二个参数:可以参考 scanf 的写法

返回值:调用成功返回格式转换成功的数据个数,调用失败返回EOF

FILE* pf = fopen("D:\\data.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
	perror("fopen");
	return -1;
}

int a;
float b;
fscanf(pf, "%d %f", &a, &b);
printf("读取到的内容为: %d %f", a, b);

fclose(pf);
pf = NULL;

4、二进制读写(fread?/?fwrite

下面这两个函数是以二进制的形式读写,不像上面的函数适用于所有流,仅适用于文件的读写

(1)?fwrite函数

fwrite 函数以二进制的形式写入内容,写入到文件的内容是以二进制的形式存在。fwrite 函数的声明如下:

第一个参数:输出数组。你要写入到文件的内容,需要先存到这个数组里

第二个参数:数组一个元素所占字节大小

第三个参数:数组大小

第四个参数:文件流指针

返回值:返回实际写入的元素个数

注意:也可以写入一个变量或者一个自定义类型的对象,那么第一个参数就是变量或者对象的地址,第二个参数就是变量或者对象所占空间大小,第三个参数就是 1,因为变量或者对象只有一个。

FILE* pf = fopen("D:\\data.txt", "wb");
if (pf == NULL)
{
	perror("fopen");
	return -1;
}

int a = 100;
fwrite(&a, sizeof(a), 1, pf);

fclose(pf);
pf = NULL;

如何知道自己是否写入的是100的二进制呢,使用记事本打开是看不到效果的,VS可以帮我们转换成二进制的形式查看,操作步骤如下:

选择你刚刚写入的二进制文件

?写入的是一个整型100,100的二进制是 00000000?00000000?00000000 01100100,转换成十六进制就是 00 00 00 64,因为VS默认是小端存储,所以保存到内存的时候,是64 00 00 00,写入到文件也就是?64 00 00 00。

(2) fread?函数

fread函数 可以从一个文件中读取二进制的内容,也仅适用于读取文件。fread 函数声明如下:

第一个参数:可以是一个数组,用于存放读取到的内容

第二个参数:数组元素的大小

第三个参数:数组大小

第四个参数:文件流

注意:和fwrite 一样,可以使用一个变量来接收读取到的内容,第一个参数就是用于接收数据的变量地址,第二个参数就是变量字节大小,第三个参数就是1。

FILE* pf = fopen("D:\\data.txt", "rb");
if (pf == NULL)
{
	perror("fopen");
	return -1;
}

int a = 0;
fread(&a, sizeof(a), 1, pf);
printf("读取到的数据为: %d", a);

fclose(pf);
pf = NULL;

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