C语言文件操作（含详细步骤）

一、为什么使用文件？

当我们在编写一个项目的时候，自然而然想到要把之前写入的数据保存起来。而只有我们自己选择删除数据的时候，数据才不复存在。这就涉及到了数据持久化的问题，我们一般数据持久化的方法有，把数据存放在磁盘文件、存放到数据库等方式。此处我们就讲到如何将数据放入到磁盘文件当中。

二、什么是文件？

磁盘上的文件就是文件。例如电脑当中的C盘内放入的文件夹内的内容就是文件。但是在程序设计中，我们一般谈的文件有两种：程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的）。

1.程序文件

包括源程序文件（后缀为.c）,目标文件（windows环境后缀为.obj）,可执行程序（windows环境后缀为.exe）。

2.数据文件

文件的内容不一定是程序，而是程序运行时读写的数据，比如程序运行需要从中读取数据的文件，或者输出内容的文件。

此篇博客讨论的大部分都是数据文件。因为我们要学会如何将文件中的数据输入到内存中和如何将程序中的数据输出到文件当中。在以前各章所处理数据的输入输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据，运行结果显示到显示器上。其实有时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用，这里处理的就是磁盘上文件。

3.文件名

三、文件的打开和关闭

1.文件指针

缓冲文件系统中，关键的概念是“文件类型指针”，简称“文件指针”。
每个被使用的文件都在内存中开辟了一个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息（如文件的名字，文件状态及文件当前的位置等）。这些信息是保存在一个结构体变量中的。该结构体类型是有系统声明的，取名FILE。

例如，VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型申明：

struct _iobuf { 
     char *_ptr; int _cnt; char *_base; int _flag; int _file; int _charbuf; int _bufsiz; char *_tmpfname; }; typedef struct _iobuf FILE; FILE* pf;//文件指针变量 

FILE* pf;//文件指针变量

定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个文件的文件信息区（是一个结构体变量）。通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。

2.文件的打开和关闭

//打开文件 FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode ); //关闭文件 int fclose ( FILE * stream ); 

对于文件的写入和读取方式，重点掌握以下几种即可。

实例代码：

/* fopen fclose example */ #include  
      int main () { 
     FILE * pFile; //打开文件 pFile = fopen ("myfile.txt","w");//以输出的形式（写）打开文件 //文件操作 if (pFile!=NULL) { 
     fputs ("fopen example",pFile);//以字符串的形式写入 //关闭文件 fclose (pFile); } return 0; } 

4.文件的顺序读写

文件的输出/写入就是将数据写入到文件当中，而文件的输入/读取就是将文件中的内容读取到内存当中。

以下的对于文件的读写方式的函数均要求掌握

四、fseek函数

#include  
      int main () { 
     FILE * pFile; pFile = fopen ( "example.txt" , "wb" ); fputs ( "This is an apple." , pFile ); fseek ( pFile , 9 , SEEK_SET ); fputs ( " sam" , pFile ); fclose ( pFile ); return 0; } 

为什么最后在记事本中打印出的结果是This is a sample.呢?原因是在第一次fputs中是把This is an apple.先放入记事本当中，当调用fseek函数时，从当前的文件指针处向后偏移9个字节，文件指针一开始默认指向的是文件的首地址处。因此向后偏移9个字节后（偏移一个字节包括空格）指向的是最后一个空格的地址处。而第二次fputs函数是将“ sam”这个内容在上次文件指针指向的地址处开始写入。因此最后程序运行的结果如图：

五、ftell函数

#include  
      int main () { 
     FILE * pFile; long size; pFile = fopen ("myfile.txt","rb"); if (pFile==NULL) perror ("Error opening file"); else { 
     fseek (pFile, 0, SEEK_END); // non-portable size=ftell (pFile); fclose (pFile); printf ("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n",size); } return 0; } 

六、rewind函数

#include  
      int main () { 
     int n; FILE * pFile; char buffer [27]; pFile = fopen ("myfile.txt","w+"); for ( n='A' ; n<='Z' ; n++) fputc ( n, pFile); rewind (pFile); fread (buffer,1,26,pFile); fclose (pFile); buffer[26]='\0'; puts (buffer); return 0; } 

七、文本文件和二进制文件

根据数据的组织形式，数据文件被称为文本文件或者二进制文件。

数据在内存中以二进制的形式存储，如果不加转换的输出到外存，就是二进制文件。

如果要求在外存上以ASCII码的形式存储，则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件。（如整数10000，需要以ASCII码输出到磁盘上，则在磁盘中的存储形式就是10000）。

如有整数10000，如果以ASCII码的形式输出到磁盘，则磁盘中占用5个字节（每个字符一个字节），而二进制形式输出，则在磁盘上只占4个字节（VS2013测试）。

再用整数10000举例。如果以二进制的形式输出到磁盘上，则在磁盘上是以二进制的形式存储。但是我们到文件底下去看二进制形式的文本时，都是乱码无法看懂（但机器能够看懂）。此时我们再将该文本文件移到编译器（VS2019）中。而编译器内有一个二进制编辑器能够将该乱码翻译为二进制数显示出来。详细步骤如下：

代码：

#include  
      int main() { 
     int a = 10000; FILE* pf = fopen("test.txt", "wb"); fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中 fclose(pf); pf = NULL; return 0; } 

八、文件读取结束的判定

1.feof函数的错误使用

文件文本中正确使用feof函数的例子：

#include  
      #include  
      int main(void) { 
     int c; // 注意：int，非char，要求处理EOF FILE* fp = fopen("test.txt", "r"); if(!fp) { 
     perror("File opening failed"); return EXIT_FAILURE; } //fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候，都会返回EOF while ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环 { 
     putchar(c); } //判断是什么原因结束的 if (ferror(fp)) puts("I/O error when reading"); else if (feof(fp)) puts("End of file reached successfully"); fclose(fp); } 

二进制文件中正确使用feof函数的例子：

#include  
      enum { 
     SIZE = 5 }; int main(void) { 
     double a[SIZE] = { 
    1.,2.,3.,4.,5.}; FILE *fp = fopen("test.bin", "wb"); // 必须用二进制模式 fwrite(a, sizeof *a, SIZE, fp); // 写 double 的数组 fclose(fp); double b[SIZE]; fp = fopen("test.bin","rb"); size_t ret_code = fread(b, sizeof *b, SIZE, fp); // 读 double 的数组 if(ret_code == SIZE) { 
     puts("Array read successfully, contents: "); for(int n = 0; n < SIZE; ++n) printf("%f ", b[n]); putchar('\n'); } else { 
     // error handling if (feof(fp)) printf("Error reading test.bin: unexpected end of file\n"); else if (ferror(fp)) { 
     perror("Error reading test.bin"); } } fclose(fp); } 

九、文件缓冲区

说到文件缓冲区，我们就自然而然想到输入缓冲区，即当一个字符一个字符从键盘上输入时，并不是直接输入到磁盘内，而是先放到输入缓冲区，而当输入缓冲区内的字符放满后，文件缓冲区才向磁盘内输入字符。

文件缓冲区也是一样的道理。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓冲区，装满缓冲区后才一起送到磁盘上。如果从磁盘向计算机读入数据，则从磁盘文件中读取数据输入到内存缓冲区（充满缓冲区），然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区（程序变量等）。缓冲区的大小根据C编译系统决定的。

测试代码：

#include  
      #include  
      //VS2013 WIN10环境测试 int main() { 
     FILE*pf = fopen("test.txt", "w"); fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区 printf("睡眠10秒-已经写数据了，打开test.txt文件，发现文件没有内容\n"); Sleep(10000); printf("刷新缓冲区\n"); fflush(pf);//刷新缓冲区时，才将输出缓冲区的数据写到文件（磁盘） //注：fflush 在高版本的VS上不能使用了 printf("再睡眠10秒-此时，再次打开test.txt文件，文件有内容了\n"); Sleep(10000); fclose(pf); //注：fclose在关闭文件的时候，也会刷新缓冲区 pf = NULL; return 0; } 

我们可以测试一下这个代码，在程序第一个到fgets函数处时，立刻去打开test.txt文本文件，我们会发现里面没有内容，而我们用刷新文件缓冲区的fflush函数时再次打开test.txt文本文件时，会发现里面已经有输入的内容。则能够证实的确有文件缓冲区的存在。

因为有缓冲区的存在，C语言在操作文件的时候，需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。如果不做，可能导致读写文件的问题。

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