C语言文件读写操作（详解）

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

数据流和缓冲区是什么？文件类型和文件存取方式都有啥？

• 数据流
  就C程序而言，从程序移进，移出字节，这种字节流就叫做流。程序与数据的交互是以流的形式进行的。进行C语言文件的读写时，都会先进行“打开文件”操作，这个操作就是在打开数据流，而“关闭文件”操作就是关闭数据流。
• 缓冲区
  在程序执行时，所提供的额外内存，可用来暂时存放准备执行的数据。它的设置是为了提高存取效率，因为内存的存取速度比磁盘驱动器快得多。
  当使用标准I/O函数(包含在头文件stdio.h中)时，系统会自动设置缓冲区，并通过数据流来读写文件。当进行文件读取时，是先打开数据流，将磁盘上的文件信息拷贝到缓冲区内，然后程序再从缓冲区中读取所需数据。事实上，当写入文件时，并不会马上写入磁盘中，而是先写入缓冲区，只有在缓冲区已满或“关闭文件”时，才会将数据写入磁盘。
• 文件类型
  文本文件和二进制文件：
  文本文件是以字符编码的方式进行保存的。
  二进制文件将内存中的数据原封不动的进行保存，适用于非字符为主的数据。其实，所有的数据都可以算是二进制文件。二进制文件的优点在于存取速度快，占用空间小。
• 文件存取方式
  顺序存取方式和随机存取方式：
  顺序存取就是从上往下，一笔一笔读取文件的内容。写入数据时，将数据附加在文件的末尾。这种存取方式常用于文本文件。
  随机存取方式多半以二进制文件为主。它会以一个完整的单位来进行数据的读取和写入，通常以结构为单位。

什么是文件呢？

文件是一段数据的集合，这些数据可以是有规则的，也可以是无序的集合。在stdio.h有一个非常重要的东西，文件指针，每个文件都会在内存中开辟一块空间，用于存放文件的相关信息，这些信息保存在一个结构体中：
struct _iobuf {

char *_ptr; //指向buffer中第一个未读的字节
int _cnt; //记录剩余的未读字节的个数
char *_base;//文件的缓冲
int _flag;//打开文件的属性
int _file;//获取文件描述
int _charbuf;//单字节的缓冲，即缓冲大小仅为1个字节
int _bufsiz;//记录这个缓冲大小
char *_tmpfname;//临时文件名
};
typedef struct _iobuf FILE;
FILE是一个数据结构，用于访问一个流。每个流都会对应一个FILE结构体。

C语言文件操作函数详解

C语言中没有输入输出语句，所有的输入输出功能都用 ANSI C提供的一组标准库函数来实现。文件操作标准库函数有：

• 文件的打开
  fopen()：打开文件
• 文件的关闭
  fclose()：关闭文件
• 文件的读写
  fgetc()：读取一个字符
  fputc()：写入一个字符
  fgets()：读取一个字符串
  fputs()：写入一个字符串
  fprintf()：写入格式化数据
  fscanf()：格式化读取数据
  fread()：读取数据
  fwrite()：写入数据
• 文件状态检查
  feof()：文件是否结束
  ferror()：文件读/写是否出错
  clearerr()：清除文件错误标志
  ftell()：文件指针的当前位置
• 文件指针定位
  rewind()：把文件指针移到开始处
  fseek()：重定位文件指针

参数解释：
“r”：以只读的形式打开文本文件(不存在则出错)
“w”：以只写的形式打开文本文件(若不存在则新建，反之，则从文件起始位置写，覆盖原内容)
“a”：以追加的形式打开文本文件(若不存在，则新建；反之，在原文件后追加)
“r+”：以读写的形式打开文本文件(读时，从头开始；写时，新数据只覆盖所占的空间)
“wb”：以只写的形式打开二进制文件
“rb”：以只读的形式打开二进制文件
“ab”：以追加的形式打开一个二进制文件
“rb+”：以读写的形式打开二进制文件。
“w+”：首先建立一个新文件，进行写操作，然后从头开始读(若文件存在，原内容将全部消失)
“a+”：功能与”a”相同。只是在文件尾部追加数据后，可以从头开始读
“wb+”：功能与”w+”相同。只是在读写时，可以由位置函数设置读和写的起始位置
“ab+”：功能与”a+”相同。只是在文件尾部追加数据之后，可以由位置函数设置开始读的起始位置

打开文件
FILE *fopen( const char *filename, const char *mode );

• filename：文件的路径
• mode：打开模式

例：

int main()
{ 
   
    FILE* f;
    f = fopen("file.txt", "w");
    if (f != NULL)
    { 
   
        fputs("fopen example", f);
        fclose(f);
        f=NULL;
    }
    return 0;
}

注意:

• 文件是否打开成功
• 关闭文件
• 文件指针置空

关闭文件
函数原型：int fclose( FILE *stream );

• stream：流

例：

if(fclose(f)!=0) 
{ 
   
	printf("File cannot be closed/n"); 
	exit(1); 
} 
else
{ 
   
    printf("File is now closed/n"); 
}

读取字符
int fgetc ( FILE * stream );

• stream：流

例：

#include <stdio.h>
int main ()
{ 
   
  FILE * pFile;
  int c;
  int n = 0;
  pFile = fopen ("D:\\myfile.txt", "r");
  if (pFile == NULL) perror ("Error opening file"); // 打开失败
  else
  { 
   
    while (c != EOF)
    { 
   
      c = fgetc (pFile); // 获取一个字符
      if (c == '$') n++; // 统计美元符号 '$' 在文件中出现的次数
    }
    fclose (pFile); // 一定记得要关闭文件
    printf ("The file contains %d dollar sign characters ($).\n",n);
  }
  return 0;
}

写入字符
int fputc( int c, FILE *stream );

• c：要写入的字符
• stream：流

例：

    char ch;
    FILE* pf = fopen("file.txt", "w");
    if (pf == NULL)
    { 
   
        perror("error opening file");
        exit(0);
    }
    ch = getchar();
    while (ch != '$')
    { 
   
        fputc(ch, pf);
        ch = getchar();
    }
    fclose(pf);

读取字符串
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );

• str：将读取到的内容复制到的目标字符串
• num：一次读取的大小
• stream：流

例：

    char buf[10] = { 
    0 };
    FILE *pf = fopen("file.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    { 
   
        perror("open file for reading");
        exit(0);
    }
    fgets(buf, 9, stdin);
    printf("%s", buf);
    fclose(pf);

写入字符串
int fputs( const char *string, FILE *stream );

• string：要写入的字符串
• stream：一次读取的大小

例：

    char buf[10] = { 
    0 };
    FILE *pf = fopen("file.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    { 
   
        perror("open file for reading");
        exit(0);
    }
    fgets(buf, 9, stdin);
    fputs(buf, stdout);
    fclose(pf);

读取数据块
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

• ptr：目标内存块
• size：一次读取的字节大小
• count：一次读取多少个 size
• stream：流

例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()
{ 
   
    FILE *pFile = fopen("file.txt", "rb");
    if (pFile == NULL) 
    { 
   
        perror ("Error opening file");
        return 0;
    }
    char buf[100] = { 
    0 };
    while (!feof(pFile)) //没有到文件末尾
    { 
   
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        size_t len = fread(buf, sizeof(char), sizeof(buf), pFile);
        printf("buf: %s, len: %d\n", buf, len);
    }
    fclose(pFile);
}

写入数据块
size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
同理，简单好理解，就不详细阐述了。

文件指针重定位
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );

• stream：流
• offset：相对应 origin 位置处的偏移量，单位为字节
• origin：指针的位置
  #define SEEK_CUR 1 // 当前位置
  #define SEEK_END 2 // 末尾
  #define SEEK_SET 0 // 开头

获取指针位置
long int ftell ( FILE * stream );

• stream：流

获取文件大小
例：

long n;
fseek(pf,0,SEEK_END);
n=ftell(pf);

文件指针移到开始处
void rewind( FILE *stream );

• stream：流

清除文件错误标志
void clearerr( FILE *stream );

• stream：流

文件流是否读到了文件尾
int feof( FILE *stream );

• stream：流

重命名文件
int rename ( const char * oldname, const char * newname );

• oldname：原名
• newname：新名

删除文件
int remove ( const char * filename );

• filename：文件的路径