1.文件概述
“文件”是指一組相關數據的有序集合。這個數據集有一個名稱，叫做文件名。通常情況下，使用計算機也就是在使用文件。在之前我們學習了輸入和輸出，即從標準輸入設備（鍵盤）輸入，由標準輸出設備（顯示器或打印機）輸出。不僅如此，我們也常把磁盤作爲信息載體，用於保存中間結果或最終數據。在使用一些文字處理工具時，會打開一個文件將磁盤的信息輸入到內存，通過關閉一個文件來實現將內存數據輸出到磁盤。這時的輸入和輸出是針對文件系統的，所以說文件系統也是輸入和輸出的對象。
文件可以分爲文本文件和二進制文件。
文本文件：也成爲ASCII文件。這種文件在保存時，每個字符對應一個字節，用於存放對應的ASCII碼。
二進制文件：不是保存ASCII碼，而是按二進制的編碼方式來保存文件內容。
在C語言中，文件操作都是由庫函數來完成的。
2. 文件基本操作
文件基本操作包括文件的打開與關閉。除了標準的輸入、輸出文件外，其他所有的文件都必須先打開後使用，而使用後也必須關閉該文件。
2.1 文件指針
文件指針是一個指向文件有關信息的指針，這些信息包括文件名、狀態和當前位置，它保存在一個結構體變量裏。在使用文件時需要在內存中爲其分配空間，用來存放文件的基本信息。該結構體類型是由系統定義的，C語言規定該類型爲FILE型，其聲明如下：
typedef struct
{
short level;
unsigned flags;
char fd;
unsigned char hold;
short bsize;
unsigned char* buffer;
unsigned char* curp;
unsigned istemp;
short token;
}FILE;
2.2 文件的打開
fopen函數用來打開一個文件，打開文件的操作就是創建一個流。
#include <stdio.h>
FILE* fp;
fp = fopen(文件名， 使用文件方式);
打開文件成功，則返回一個有確定指向的FILE類型指針；否則返回NULL。
例如，如果要以讀方式打開文件名爲123的文本文檔文件，應寫成如下形式：
FILE* fp;
fp = fopen("123.txt", "r");
2.3 文件的關閉
文件在使用完畢後，應使用fclose函數將其關閉。
#include <stdio.h>
fclose(文件指針);
當正常關閉時返回0；否則返回EOF.
例如：
fclose(fp);
注意：在程序結束之前應關閉所有文件，這樣做的目的是防止因爲沒有關閉而造成數據的流失。
3.文件的讀寫
3.1 fputc函數
ch = fputc(ch, fp);
該函數作用是把一個字符寫到磁盤文件（fp所指向的文件）中去。其中ch是要輸出的字符。如果函數輸出成功，則返回就是輸出的字符；否則返回EOF.
例：編程實現向E:\123.txt中寫入“Hello, C file!”，以"#"結束。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE* fp;
char ch;
if ((fp = fopen("E:\\123.txt", "w")) == NULL) /*以只讀方式打開*/
{
printf("無法打開文件！\n");
return 0;
}
ch = getchar();
while (ch != '#')
{
fputc(ch, fp);
ch = getchar();
}
fclose(fp);
return 0;
}
運行結果：
3.2 fgetc函數
該函數作用是從指定的文件（fp所指的文件）讀入一個字符給ch。需要注意的是，該文件必須是以讀或寫的方式打開。當遇到文件結束符時返回EOF.
ch=fgetc(fp);
例：編程，要求將E:\123.txt文件中的內容在屏幕上線束出來。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
FILE* fp;
char ch;
fp = fopen("E:\\123.txt", "r");
ch = fgetc(fp); /*fgetc函數帶回一個字符給ch*/
while (ch != EOF)
{
putchar(ch); /*將讀入的字符輸出在屏幕上*/
ch = fgetc(fp); /*繼續讀字符*/
}
system("pause");
return 0;
}
運行結果：
3.3 fputs函數
fputs函數與fputc函數類似，區別在於fputc函數每次只向文件寫入一個字符，而fputs函數每次向文件中寫入一個字符串。
fputs(字符串， 文件指針);
例：向指定的磁盤文件中寫入:“Hello, C language!”
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
FILE* fp;
char filename[30], str[30];
printf("請輸入文件名: \n");
scanf("%s", filename);
if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL) /*判斷文件是否打開失敗*/
{
printf("文件打開失敗！\n");
return 0;
}
printf("請輸入字符串: \n");
getchar();
gets(str);
fputs(str, fp); /*將輸入的字符串寫入到fp所指向的文件中*/
fclose(fp);
return 0;
}
運行結果：
3.4 fgets函數
fgets函數與fgetc函數類似，區別在於fgetc函數每次從文件中讀出一個字符，而fgets函數每次從文件中讀出一個字符串。
fgets(字符數組名,n,文件指針);
該函數的作用是從指定的文件讀一個字符串到字符數組中。n表示所得到的字符串中字符的個數（包含"\0"）.
例：讀取任意磁盤文件中的內容。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
FILE* fp;
char filename[30], str[30];
printf("請輸入文件名: ");
scanf("%s", filename);
if ((fp = fopen(filename, "r")) == NULL) /*判斷文件是否打開失敗*/
{
printf("文件打開失敗!\n");
system("pause");
return 0;
}
fgets(str, sizeof(str), fp); /*讀取磁盤文件中的內容*/
printf("%s\n", str); /*輸出到屏幕*/
fclose(fp);
system("pause");
return 0;
}
運行結果：
3.5 fprintf函數
fprintf函數與printf函數作用相似，但它們最大的區別就是操作的對象不同。fprintf函數讀寫的對象不是終端而是磁盤文件。
fprintf函數的一般形式如下：
ch = fprintf(文件類型指針,格式字符串,輸出列表);
例如： fprintf(fp, “%d”, i);
它的作用是將整型變量i的值以"%d"的格式輸出到fp指向的文件中。
例：將數字97以字符的形式寫到磁盤文件中。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
FILE* fp;
int i = 97; /*97對應的字符爲a*/
char filename[30];
printf("請輸入文件名: ");
scanf("%s", filename);
if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL) /*判斷文件是否打開失敗*/
{
printf("無法打開文件!\n");
system("pause");
return 0;
}
fprintf(fp, "%c", i); /*將97以字符形式寫入fp所指向的文件中*/
fclose(fp);
return 0;
}
運行結果：
3.6 fscanf函數
fscanf函數的一般形式如下：
fscanf(文件類型指針,格式字符串,輸入列表);
例如：
fscanf(fp, "%d", &i);
//作用是讀入fp所指向的文件中的i的值
例：將文件中的五個字符輸出。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
FILE* fp;
int i;
char j;
char filename[30];
printf("請輸入文件名: ");
scanf("%s", filename);
if ((fp = fopen(filename, "r")) == NULL) /*判斷文件是否打開失敗*/
{
printf("無法打開文件!\n");
system("pause");
return 0;
}
for (i = 0; i < 5; ++i)
{
fscanf(fp, "%c", &j);
printf("%d is: %c\n", i + 1, j);
}
fclose(fp);
system("pause");
return 0;
}
運行結果：
3.7 fread函數和fwrite函數
上邊介紹的fputc函數和fgetc函數每次只能讀寫文件中的一個字符，但是在編寫程序的過程中往往需要對整塊數據進行讀寫。fread和fwrite就可以實現此功能。
fread函數的一般形式如下：
fread(buffer, size, count, fp);
該函數的作用是從fp所指的文件中讀入count次，每次讀size字節，讀入的信息存在buffer地址中。
fwrite函數的一般形式如下：
fwrite(buffer, size, count, fp);
該函數的作用是將buffer地址開始的信息輸出count次，每次寫size字節到fp所指向的文件中。
例如：
fread(a,2,3,fp);
//從fp所指向的文件中每次讀入2個字節送入到數組a中，連續3次。
fwrite(a,2,3,fp);
//將a數組中的信息每次輸出2個字節到fp所指向的文件中，連續3次。
例：編程實現將錄入的通訊錄信息保存在磁盤文件中。在錄入完信息後，將所有錄入的信息全部顯示出來。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct address_list
{
char name[10];
char adr[20];
char tel[15];
}info[100];
void save(char* name, int n)
{
FILE* fp;
int i;
if ((fp = fopen(name, "wb")) == NULL) /*以只寫的方式打開*/
{
printf("文件打開失敗!\n");
return ;
}
for (i = 0; i < n; ++i)
{
if (fwrite(&info[i], sizeof(struct address_list), 1, fp) != 1) /*將一組數據輸出到fp所指的文件中*/
{
printf("文件寫入失敗!\n");
}
}
fclose(fp);
}
void show(char* name, int n)
{
int i;
FILE* fp;
if ((fp = fopen(name, "rb")) == NULL) /*以只讀方式打開*/
{
printf("文件打開失敗!\n");
return ;
}
for (i = 0; i < n; ++i)
{
fread(&info[i], sizeof(struct address_list), 1, fp); /*從fp所指向的文件讀入數據存放到數組中*/
printf("%15s%20s%20s\n", info[i].name, info[i].adr, info[i].tel);
}
fclose(fp);
}
int main()
{
int i = 0, n = 0;
char filename[50];
printf("請輸入學生人數: ");
scanf("%d", &n);
printf("請輸入文件名: ");
scanf("%s", filename);
printf("請輸入姓名、地址、電話號碼:\n");
for (i = 0; i < n; ++i)
{
printf("No%d:", i + 1);
scanf("%s%s%s", info[i].name, info[i].adr, info[i].tel);
save(filename, n);
}
show(filename, n);
system("pause");
return 0;
}
4.文件的定位
在對文件進行操作時往往不需要從頭開始，只需要對其中指定的內容進行操作，這時就需要使用文件定位函數來實現對文件的隨機讀取。
4.1 fseek函數
其一般形式如下：
fseek(文件類型指針,位移量,起始點);
該函數的作用是移動文件內部位置指針。其中，“文件類型指針”指向被移動的文件；“位移量”表示移動的字節數，要求位移量是long型數據，以便在文件長度大於64KB時不會出錯。當用常量表示位移量時，要加後綴“L”；“起始點”表示從何處開始計算位移量，規定的起始點有文件首(SEEK_SET)、文件當前位置(SEEK_CUR)和文件尾(SEEK_END)。
例如：
fseek(fp, -20L, 1);
//表示將位置指針從當前位置向後退20個字節。
//fseek函數一般用於二進制文件。
例：向任意一個二進制文件中寫入一個長度大於6的字符串，然後從該字符串的第6個字符開始輸出餘下的字符。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
FILE* fp;
char filename[30], str[50];
printf("請輸入文件名: ");
scanf("%s", filename);
if ((fp = fopen(filename, "wb")) == NULL) /*判斷文件是否打開失敗*/
{
printf("無法打開此文件!\n");
return 0;
}
printf("請輸入字符串: ");
getchar();
gets(str);
fputs(str, fp);
fclose(fp);
if ((fp = fopen(filename, "rb")) == NULL) /*判斷文件是否打開失敗*/
{
printf("無法打開!\n");
return 0;
}
fseek(fp, 5L, SEEK_SET); /*將文件指針指向距文件首5個字節的位置，也就是指向字符串的第6個字符*/
fgets(str, sizeof(str), fp);
puts(str);
system("pause");
return 0;
}
運行結果：
4.2 rewind函數
rewind函數一般形式如下：
int rewind(文件類型指針);
該函數的作用是使指針重新返回文件的開頭，該函數無返回值。
例：rewind函數的使用。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
FILE* fp;
char ch, filename[50];
printf("請輸入文件名：");
scanf("%s", filename);
if ((fp = fopen(filename, "r")) == NULL)
{
printf("無法打開這個文件!\n");
return 0;
}
ch = fgetc(fp);
while (ch != EOF)
{
putchar(ch); /*輸出字符*/
ch = fgetc(fp); /*獲取fp指向文件中的字符*/
}
rewind(fp); /*使文件內部指針指向文件的開頭*/
ch = fgetc(fp);
while (ch != EOF)
{
putchar(ch); /*輸出字符*/
ch = fgetc(fp); /*獲取fp指向文件中的字符*/
}
fclose(fp);
system("pause");
return 0;
}
4.3 ftell函數
ftell函數的一般形式如下：
long ftell(文件類型指針);
該函數用於得到文件位置指針當前位置相對於文件首的偏移字節數。若返回-1L時，表示出錯。
例：求字符串長度。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
FILE* fp;
int n = 0;
char ch, filename[30];
printf("請輸入文件名: ");
scanf("%s", filename);
if ((fp = fopen(filename, "r")) == NULL)
{
printf("文件打開失敗!\n");
return 0;
}
ch = fgetc(fp);
while (ch != EOF)
{
putchar(ch); /*輸出字符*/
ch = fgetc(fp);/*再次獲取fp所指向的文件中的字符*/
}
n = ftell(fp);
printf("\n該文件中的字符串長度爲: %d\n", n);
system("pause");
return 0;
}
運行結果：
