C语言常用文件操作

文章出处：http://blog.csdn.net/thefutureisour/article/details/8133931

在C语言中，文件的操作是通过FILE结构体进行了，具体实现时，先利用fopen返回一个指向FILE结构体的指针：

FILE *fopen( const char *filename, const char *mode );
filename：文件名，mode：打开的模式，规定了是可读、可写、追加之类的属性。
"r"：可读，如果文件不存在，fopen调用失败
"w"：可写，如果文件存在，那么原来的内容会被销毁。
"a"：在文件尾追加，在新的数据写到文件里之前，不改变EOF标记，如果文件不存在，创建一个新的文件。
"r+"：可读可写，文件必须存在。
"w+"：打开一个空文件用来读写，如果文件存在，则内容被销毁。
"a+"：可读可追加，在新的数据写到文件里之前，改变EOF标记；如果文件不存在，创建一个新的文件。
如果调用失败，返回一个空指针。

size_t fwrite( const void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );
buffer：写入文件的内容；size：每一项的大小；count：写入了多少项；stream：指向文件的指针。返回值为写入的总的字节数。

先看一个简单的例子：

int main()
{
    FILE *pFile = fopen("1.txt","w");
    fwrite("hello,world!",1,strlen("hello,world!"),pFile);
    return 0;
}

这个程序看似平平，但还是大有文章可做：如果单步调试的话，执行完pFile后，就会在程序对应的文件夹下面产生一个名为“1.txt”的文件（大小为0）；执行完fwrite后，大小还是为0,；只有当程序完全运行完以后，hello,world!才会被写入文件。这是为什么呢？因为C语言对文件的操作使用了缓冲文件系统：为每个正在使用的文件开辟了一段内存，当我们向硬盘上写数据时，是先写到内存里的（这与兼容DC有异曲同工之妙），直到内存满了，或者是我们通知系统要关闭这个文件了，才把内存里的数据拷贝到硬盘上。为什么这么设计呢？因为内存之间的操作速度要远远快于内存到硬盘的速度。如果我们每写一个字符后就把它保存在硬盘上，代价太大了。回过头来继续看，当整个程序执行完后，关闭这个文件，此时，才会把内存里的数据拷贝到硬盘上。


其实，我们完全可以手动的关闭文件：
int fclose( FILE *stream );
stream：指向文件的指针。如果成功，返回0；失败返回EOF。这样，当执行完关闭文件后，文件里面就有值了。


有时候，我们会反复读写一个文件，而且每次读写后都希望立即看到结果。这时候每次读完就关闭，然后重新打开的话实在太麻烦了，有没有简单的办法呢？可以使用fflush来刷新流：
int fflush( FILE *stream );
stream：指向文件的指针。


如果我们在接着向文件中写入数据：
fwrite("欢迎访问",1,strlen("欢迎访问"),pFile);
我们会发现，新写入的数据会在原来文件的末尾后加上。可系统是如何知道原来文件的末尾在哪里呢？
我们先看看FILE结构体：

struct _iobuf {
        char *_ptr; //文件输入的下一个位置
        int   _cnt; //当前缓冲区的相对位置
        char *_base;    //指基础位置(应该是文件的其始位置)
        int   _flag;    //文件标志
        int   _file;    //文件的有效性验证
        int   _charbuf; //检查缓冲区状况,如果无缓冲区则不读取
        int   _bufsiz;  //文件的大小
        char *_tmpfname;//临时文件名
        };
typedef struct _iobuf FILE;

注意，这只是VS2010中对FILE的实现！标准库中并没有规定FILE中必须是什么样的，之规定了我们可通过哪些函数去调用、访问它。但是从这个实例中，我们可以看出：结构体的第一个成员是一个指向文件输出的下一个位置的指针，我们可以通过fseek来移动文件的指针，它指向文件下一个要写入的位置：

int fseek( FILE *stream, long offset, int origin );
stream：指向文件的指针，offset：偏移量；origin：初始位置，它有3种取法：
SEEK_CUR：当前位置
SEEK_END：文件尾
SEEK_SET：文件头


如果我们这样使用：

fwrite("hello,world!",1,strlen("hello,world!"),pFile);
fflush(pFile);
fseek(pFile,0,SEEK_SET);
fwrite("欢迎访问",1,strlen("欢迎访问"),pFile);

那么文件中的内容就变为了：“欢迎访问rld!”

我们使用ftell函数获取当前文件指针的位置：
long ftell( FILE *stream );
返回值为与文件头的偏移量。
通过它，我们可以获得文件的长度。

读取文件使用的是fread函数：
size_t fread( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );
buffer指明了读取的文件储存在哪里，size表明每个项的大小，count表明了读多少项，stream是指向FILE类型的指针。返回值为实际读取的字节数。

当然，在你读取文件之前，最好确保文件指针指向的是文件的头部，通过rewind函数来让指针复位：
void rewind( FILE *stream );
stream：指向文件的指针
下面看一个综合的例子：

int main()
{
    FILE *pFile = fopen("1.txt","w+");
    fwrite("hello,world!",1,strlen("hello,world!"),pFile);
    fflush(pFile);
    fseek(pFile,0,SEEK_SET);        //文件指针设为起点，写操作覆盖原来的内容
    fwrite("欢迎访问",1,strlen("欢迎访问"),pFile);
    fseek(pFile,0,SEEK_END);        //文件指针设为终点
    int len = ftell(pFile);         //获取文件字节数
    char* ch = (char*)malloc(sizeof(char)* (len+1));    //分配内存，多一个字节
    memset(ch,0,(len+1));           //清0
//  fseek(pFile,0,SEEK_SET);        //文件指针指向头部
    rewind(pFile);
    fread(ch,1,len,pFile);          //读取文件
    fclose(pFile);
    printf("%s",ch);
    return 0;
}

需要说明一点，因为%s是遇到一个空字符串后才停止的，所以我们分配的内存比文件的字节数多了一个，然后全部清0，这样完成fread以后，剩下的那个字节刚好为0，用来表示字符串的结束。




基本的内容就是这么多，下面看一个细节问题：

int main()
{
    FILE *pFile = fopen("2.txt","w+");
    char ch[3];
    ch[0] = 'a';
    ch[1] = 10;
    ch[2] = 'b';
    fwrite(ch,1,3,pFile);
    fflush(pFile);
    char buf[100];
    memset(buf,0,100);
    rewind(pFile);
    fread(buf,1,3,pFile);
    fclose(pFile);
    printf("%s",buf);
    return 0;
}

我们明明写了3个字符，为什么文件大小会是4个字节呢？
我们看看文件的16进制：61 0D 0A 62 ，其中61、62对应的是a和b，0A对应的是10，那么0D对应的是什么呢？答案是回车字符，这个字符是系统自动加进去的。而在读取文件时，我们也并没有读取个字节，只用读取3个字节，就能正确获取内容了。
与这个问题相关的一组概念是：二进制文件和文本文件。C语言中，默认是以文本的方式打开文件的，如果我们使用二进制文件方式打开：
FILE *pFile = fopen("2.txt","w+b");

也不会出什么问题，只不过文件的大小为3个字节，对应的16进制为：61 0A 62。但是如果你在写入时使用的是文本文件，而读取时使用的是二进制文件，就会出错，因为它会把回车当做一个字符输出。总而言之，读和写的方式要对应。