C语言(五-文件)
2020-06-24 本文已影响0人
强某某
标准IO库函数对磁盘文件得读取特点
1.jpg
文件缓冲区是库函数申请得一段内存，由库函数对其进行操作，程序员没必要知道存放在哪里
缓冲区分类
- 行缓冲
标准io库函数，往标准输出(屏幕)输出东西得时候是行缓冲，所谓行缓冲就是缓冲区碰到换行符得时候才刷新缓冲区；默认行缓冲得大小为1024字节，如果满了即使不换行也会输出
- 全缓冲
标准io库函数，往普通文件读写数据得，是全缓冲，碰到换行符也不刷新缓冲区，即缓冲区满了，才刷新缓冲区
刷新缓冲区得情况
- 缓冲区满了，刷新缓冲区
- 人为刷新缓冲区fflush(文件指针)
- 程序正常结束 会刷新缓冲区
- 无缓冲
在读写文件得时候通过系统调用io(read write),对文件进行读写数据，这个时候是无缓冲得，即写数据会立马进入文件，读数据会立马进入内存
写文件流程
应用程序空间->内核空间->驱动程序->硬盘上
应用程序和内核程序运行在不同得空间里，目的是为了保护内核
设置缓冲区目的
通过缓冲可以减少进出内核得次数，以提高效率
磁盘文件得分类
一个文件通常是磁盘上一段名命得存储区，计算机得存储在物理上是二进制得，所以物理上所有磁盘文件本质上都是一样的：以字节为单位进行顺序存储，从用户或者操作系统使用得角度(逻辑上)把文件分为：
- 文本文件：基于字符编码得文件
- 二进制文件：基于值编码得文件
文本文件
基于字符编码，常见编码有ASCII，UNICODE等，一般可以使用文本编辑器直接打开
例如：数字5678得以ASCII存储形式为：
ASCII码：00110101 00110110 00110111 00111000
还有歌词文件(lrc):文本文件
二进制文件
基于值编码，自己根据具体应用，指定某个值得意思，把内存中得数据按其在内存中得存储形式原样输出到磁盘上，一般需要自己判断或使用特定软件分析数据格式
例如：数5678得存储形式为：
二进制码：00010110 00101110
音频文件(mp3):二进制文件
图片文件(bmp)文件，一个像素点由两个字节来描述*****######&&&&&
* 代表红色得值
# 代表绿色得值
& 代表蓝色得值
二进制文件以位来表示一个意思
对比
译码：
文本文件编码基于字符定长，译码容易；
二进制文件编码是变长得，译码难一些(不同得二进制文件格式，有不同得译码方式)
空间利用率：
二进制文件用一个比特来代表一个意思(位操作)；
而文本文件任何一个意思至少是一个字符
可读性：
文本文件用通用得记事本工具就几乎可以浏览所有文本文件
二进制文件需要一个具体得文件解码器，比如BMP文件，必须用读图软件
文件指针
文件指针在程序中用来标识一个文件得，在打开文件得时候得到文件指针，文件指针就用来代表咱们打开得文件。
咱们对文件进行读写关闭等操作的时候，对文件指针进行操作即可，即咱们将文件指针，传给读写关闭等函数。
定义文件指针得一般形式：
FILE * 指针变量标识符；
FILE 为大写，需要包含<stdio.h>
FILE是系统使用typedef定义出来得有关文件信息得一种`结构体类型`,结构体中有文件名、文件状态和文件当前位置等信息
FILE在stdio.h文件中得文件类型声明：
typedef struct{
short level;//缓冲区满或空得程度
unsigned flags;//文件状态标志
char fd;//文件描述符
unsigned charhold;//如无缓冲区不读取字符
short bsize;//缓冲区大小
unsigned char *buffer;//数据缓冲区得位置
unsigned ar *curp;//指针，当前得指向
unsigned istemp;//临时文件，指示器
shorttoken;//用于有效性检查
}FILE;
在缓冲文件系统中每个被使用得文件都要在内存中开辟一块FILE
类型得区域，存放与操作文件相关得信息
对文件操作得步骤：
- 对文件进行读写等操作之前要打开文件得到文件指针
- 可以通过文件指针对文件进行读写等操作
- 读写等操作完毕之后，要关闭文件，关闭文件之后，就不能再通过此文件指针操作文件了
c语言中有三个特殊得文件指针无需定义，再程序中可以直接使用
- stdin:标准输入 默认为当前终端(键盘)
使用scanf、getchar函数默认从此终端获取数据
- stdout：标准输出 默认为当前终端(屏幕)
printf、puts函数默认输出信息到此终端
- stderr:标准错误输出设备文件 默认为当前终端(屏幕)
程序出错使用：perror函数是信息打印再此终端
打开文件
FILE *fopen(const char *path,const char *mode);
函数说明：fopen函数的功能是打开一个已经存在的文件，并返回这个文件的文件指针(文件的标志),或者创建一个文件，并打开此文件，然后返回文件的标示
参数1：打开的文件得路径
1. 绝对路径
2. 相对路径
参数2：文件打开的方式，(只读、只写、读写等等)
r w a +
注意：反是加b的都是操作二进制文件，但是一般都是文本文件读写，所以不常用
返回值：
成功，打开的文件对应的文件指针
失败：返回NULL
| 模式 | 功能 |
|---|---|
| r或rb | 以只读方式打开一个文本文件(不创建文件) |
| w或wb | 以写方式打开文件(如果文件存在则使文件长度截断为0字节-清空，如果文件不存在-创建一个文件) |
| a或ab | 以添加方式打开文件，即在末尾添加内容，当文件不存在时，创建文件用于写 |
| r+或rb+ | 以可读、可写的方式打开文件(不创建新文件) |
| w+或wb+ | 以可读、可写的方式打开文件(如果文件存在则使文件长度为0-清空，存在则创建一个文件) |
| a+或ab+ | 以添加方式打开文件，打开文件并在末尾更改文件(如果文件不存在则创建文件) |
关闭文件
函数的定义：
int fclose(FILE *fp);
关闭fp所代表的文件
注意：一个文件只能关闭一次，不能多次关闭。
关闭文件之后就不能再文件指针对文件进行读写等操作了
返回值：
成功返回0
失败返回非0
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
fp=fopen("C:/User/fil.txt","r");
if(fp==NULL){
//直接错误退出
return -1;
}
fclose(fp);
return 0;
}
读写一个字符
函数定义：int fgetc(FILE *stream)
fgetc从stream所标志的文件中读取一个字符，将字节返回
返回值：
以t的方式：读到文件结尾返回EOF
以b的方式：督=读到文件结尾，使用feof判断结尾
函数的定义：int fputc(int c,FILE *stream)
fputc将c的值写道stream所代表的文件中
返回值：
如果输出成功，则返回输出的字节值
如果输出失败，则返回一个EOF
EOF是再stdio.h文件中定义的符号常量，值为-1
注意： 打开文件的时候，默认读写文件的位置在文件的开始，
如果以a的方式打开读写位置再文件的末尾；向文件在读取字节或者写入字节的时候，读写
位置会往末尾方向偏移，读写多少个字节，读写位置就往文件的末尾方向偏移多少个字节
读文件判断是否结束：==EOF则结束
读写一个字符串
函数定义：
char *fgets(char *s,int siez,FILE *stream);
函数说明：
从stream所指得文件中读取字符，在读取得时候碰到换行符或者是
碰到文件得末尾停止读取，或者是读取到size-1个字节停止读取，
在读取得内容后面会加一个\0，作为字符串得结尾
返回值：
成功返回目的数组得首地址，即S
失败返回NULL
函数定义：
int fputs(consy char *s,FILE *stream);
函数说明：
将s指向得字符串，写到stream所代表得文件中
返回值：
成功返回写入得字节数
失败返回-1
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
fp=fopen("C:/User/fil.txt","r");
if(fp==NULL){
//直接错误退出
return -1;
}
//读文件
char buf[32]="";
//fgets每次读取时最多读取文件一行内容，遇到换行符立刻返回
//如果想要读取的字节数小于一行内容，则只会读取第二个参数-1个字节，最后补\0
fgets(buf,8,fp);
printf("buf=%s\n",buf);
//写文件
fputs("66666666\n",fp);
fputs("nihao",fp);
fclose(fp);
return 0;
}
读文件
函数的定义：
size_t_fread(void *ptr,size_t_size,size_t_nmemb,FILE *stream);
函数说明：
fread函数从stream所标识的文件中读取数据，一块是size字节，
龚nmemb块，存放到ptr指向的内存里
返回值：
实际读到的块数
例子：
int num;
num=fread(str,100,3,fp);
从fp所代表的文件中读取内容存放到str指向的内存中，读取的字节数为，每块100字节，3块。
返回值num,如果读到300个字节返回值Num为3，如果大于等于200小
于300返回2，大于等于100小于200返回1，不到100字节返回0
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
fp=fopen("C:/User/fil.txt","r");
if(fp==NULL){
//直接错误退出
return -1;
}
//读文件
int num;
char buf[128]="";
num=fread(buf,5,4,fp);
printf("buf=%s\n",buf);
printf("num=%d\n",num);
return 0;
}
写文件
函数的定义：
size_t_fwrite(void *ptr,size_t_size,size_t_nmemb,FILE *stream);
函数的说明：
fwrite函数将ptr指向的内存里的数据，向stream所标志的文件中写入数据，一块是size字节，共nmemb块。
返回值：实际写入的块数
#include <stdio.h>
typedef struct{
int a;
int b;
char c;
}MSG;
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
fp=fopen("C:/User/fil.txt","r");
if(fp==NULL){
//直接错误退出
return -1;
}
//写文件:使用fwirte向文件写入一个结构体，因为fwrite的第一个参数是void类型的指针，
//所以不光可以写文件，还可以写结构体等类型，只要符合即可
MSG msg[4]={
1,2,'a',3,4,'b',5,6,'c',7,8,'d'
};
fwrite(msg,sizeof(msg),4,fp);
//注意：读写代码都写在这里的话，则读写共用同一个偏移量
//如果写文件结束起始偏移量在最后这时候想读文件需要重置偏移量
//将文件的偏移量设置为文件的起始位置
rewind(fp);
MSG rcv[4];
fread(rcv,sizeof(MSG),4,fp);
int i;
for(i =0;i<4;i++){
printf("%d -%d -%d\n",rcv[i].a,rcv[i].b,rcv[i].c);
}
return 0;
}
格式化读写文件
函数调用：
fprintf(文件指针，格式字符串，输出表列);
fscanf(文件指针，格式字符串，输出表列);
函数功能：从磁盘文件中读入或输出字符
fprintf和printf函数类似：
printf是将数据输出到屏幕上(标准输出)
fprintf函数是将数据输出到文件指针所指定的文件中
fscanf和scanf函数类似：
scanf是从键盘(标准输入)获取输入
fscanf是从文件指针所标示的文件中获取输入
char ch1='a';
int num1=50;
fprintf(fp,"%c %d\n",ch1,num1);
rewind(fp);
fscanf(fp,"%c %d\n",&ch1,&num1);
随机读写
上面的所有读写都是顺序读写，从头开始；但是实际经常需要读取某一部分内容，为了解决这个问题，可以移动文件内部的位置指针到需要读写的位子，再进行读写，这种被称为随机读写。实现随机读写的关键是要按要求移动位置指针，这被称为文件的定位
完成文件定位的函数：
rewind、fseek函数
1. rewind复位读写位置
rewind函数
void rewind(文件指针);
把文件内部的位置指针移动到文件首部
2. ftell测文件读写位置距文件开始有多少个字节
long ftell(文件指针);
取地文件流目前的读写位置
返回值：返回当前读写位置(距离文件起始的字节数)，出错时返回-1
3. int fseek(FILE * stream,long offset,int whence);
//int fseek(文件类型指针，位移量，起始点);
函数功能：
移动文件流的读写位置
参数：
whence起始位置
文件开头 SEEK_SET 0
文件当前位置 SEEK_CUR 1
文件末尾 SEEK_END 2
位移量：以起始点为基点，向前、后移动的字节数，正数往文件末尾方向移动，负数反之
fseek(fp,50,SEEK_SET);
