C語言入門（二十五）文件操作

文件操作

一、標準文件的讀寫
1.文件的打開fopen()
文件的打開操作表示將給用戶指定的文件在內存分配一個FILE結構區，並將該結構的指針返回給用戶程序，以後用戶程序就可用此FILE指針來實現對指定文件的存取操作了。當使用打開函數時，必須給出文件名、文件操作方式(讀、寫或讀寫),如果該文件名不存在，就意味着建立(只對寫文件而言，對讀文件則出錯)，並將文件指針指向文件開頭。若已有一個同名文件存在，則刪除該文件，若無同名文件，則建立該文件，並將文件指針指向文件開頭。
fopen(char *filename,char *type);
其中*filename是要打開文件的文件名指針，一般用雙引號括起來的文件名錶示，也可使用雙反斜槓隔開的路徑名。而*type參數表示了對打開文件的操作方式。其可採用的操作方式如下：

方式含義
r 打開，只讀
w 打開，文件指針指到頭，只寫
a 打開，指向文件尾，在已存在文件中追加
rb 打開一個二進制文件，只讀
wb 打開一個二進制文件，只寫
ab 打開一個二進制文件，進行追加
r+ 以讀/寫方式打開一個已存在的文件
w+ 以讀/寫方式建立一個新的文本文件
a+ 以讀/寫方式打開一個文件文件進行追加
rb+ 以讀/寫方式打開一個二進制文件
wb+ 以讀/寫方式建立一個新的二進制文件
ab+ 以讀/寫方式打開一個二進制文件進行追加

當用fopen(0成功的打開一個文件時，該函數將返回一個FILE指針，如果文件打開失敗，將返回一個NULL指針。如想打開test文件，進行寫：
FILE *fp;
if((fp=fopen(test,w))==NULL)
{
printf(File cannot be opened\n);
exit();
}
else
printf(File opened for writing\n);
……
fclose(fp);
DOS操作系統對同時打開的文件數目是有限制的，缺省值爲5，可以通過修改CONFIG.SYS文件改變這個設置。

2.關閉文件函數fclose()
文件操作完成後，必須要用fclose()函數進行關閉，這是因爲對打開的文件進行寫入時，若文件緩衝區的空間未被寫入的內容填滿，這些內容不會寫到打開的文件中去而丟失。只有對打開的文件進行關閉操作時，停留在文件緩衝區的內容才能寫到該文件中去，從而使文件完整。再者一旦關閉了文件，該文件對應的FILE結構將被釋放，從而使關閉的文件得到保護，因爲這時對該文件的存取操作將不會進行。文件的關閉也意味着釋放了該文件的緩衝區。
int fclose(FILE *stream);
它表示該函數將關閉FILE指針對應的文件，並返回一個整數值。若成功地關閉了文件，則返回一個0值，否則返回一個非0值。常用以下方法進行測試：

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

當打開多個文件進行操作，而又要同時關閉時，可採用fcloseall()函數，它將關閉所有在程序中打開的文件。
int fcloseall();
該函數將關閉所有已打開的文件，將各文件緩衝區未裝滿的內容寫到相應的文件中去，接着釋放這些緩衝區，並返回關閉文件的數目。如關閉了4個文件，則當執行：
n=fcloseall();
時，n應爲4。
3.文件的讀寫
(1).讀寫文件中字符的函數(一次只讀寫文件中的一個字符)：

int fgetc(FILE *stream);
int fgetchar(void);
int fputc(int ch,FILE *stream);
int fputchar(int ch);
int getc(FILE *stream);
int putc(int ch,FILE *stream);

其中fgetc()函數將把由流指針指向的文件中的一個字符讀出，例如：
ch=fgetc(fp);
將把流指針fp指向的文件中的一個字符讀出，並賦給ch，當執行fgetc()函數時，若當時文件指針指到文件尾，即遇到文件結束標誌EOF(其對應值爲-1)，該函數返回一個-1給ch，在程序中常用檢查該函數返回值是否爲-1來判斷是否已讀到文件尾，從而決定是否繼續。

#include stdio.h
main()
{
FILE *fp;
ch ch;
if((fp=fopen(myfile.tex,r))==NULL)
{
printf(file cannot be opened\n);
exit(1);
}
while((ch=fgetc(fp))!=EOF) fputc(ch,stdout);
fclose(fp);
}

該程序以只讀方式打開myfile.txt文件，在執行while循環時，文件指針每循環一次後移一個字符位置。用fgetc()函數將文件指針指定的字符讀到ch變量中，然後用fputc()函數在屏幕上顯示，當讀到文件結束標誌EOF時，變關閉該文件。
上面的程序用到了fputc()函數，該函數將字符變量ch的值寫到流指針指定的文件中去，由於流指針用的是標準輸出(顯示器)的FILE指針stdout，故讀出的字符將在顯示器上顯示。又比如：
fputc(ch,fp);
該函數執行結構，將把ch表示的字符送到流指針fp指向的文件中去。
在TC中，putc()等價於fput(),getc()等價於fgetc()。
putchar(c)相當於fputc(c,stdout)；getchar()相當於fgetc(stdin)。

注意，這裏使用char ch,其實是不科學的，因爲最後判斷結束標誌時，是看ch!=EOF,而EOF的值爲-1，這顯然和char是不能比較的。所以，某些使用，我們都定義成int ch。

(2).讀寫文件中字符串的函數

char *fgets(char *string,int n,FILE *stream);
char *gets(char *s);
int fprintf(FILE *stream,char *format,variable-list);
int fputs(char *string,FILE *stream);
int fscanf(FILE *stream,char *format,variable-list);

其中fgets()函數將把由流指針指定的文件中n-1個字符，讀到由指針stream指向的字符數組中去，例如：
fgets(buffer,9,fp);
將把fp指向的文件中的8個字符讀到buffer內存區，buffer可以是定義的字符數組，也可以是動態分配的內存區。
注意，fgets()函數讀到'\n'就停止，而不管是否達到數目要求。同時在讀取字符串的最後加上'\0'。
fgets()函數執行完以後，返回一個指向該串的指針。如果讀到文件尾或出錯，則均返回一個空指針NULL，所以長用feof()函數來測定是否到了文件尾或者是ferror()函數來測試是否出錯，例如下面的程序用fgets()函數讀test.txt文件中的第一行並顯示出來：

#include stdio.h
main()
{
FILE *fp;
char str[128];
if((fp=fopen(test.txt,r))==NULL)
{
printf(cannot open file\n);
exit(1);
}
while(!feof(fp))
{
if(fgets(str,128,fp)!=NULL) printf(%s,str);
}
fclose(fp);
}

gets()函數執行時，只要未遇到換行符或文件結束標誌，將一直讀下去。因此讀到什麼時候爲止，需要用戶進行控制，否則可能造成存儲區的溢出。
fputs()函數想指定文件寫入一個由string指向的字符串，'\0'不寫入文件。
fprintf()和fscanf()同printf()和scanf()函數類似，不同之處就是printf()函數是想顯示器輸出，fprintf()則是向流指針指向的文件輸出；fscanf()是從文件輸入。
下面程序是向文件test.dat裏輸入一些字符：

#include 
main() 
{ 
char *s=That's good news; 
int i=617;
FILE *fp;
fp=fopne(test.dat, w); /*建立一個文字文件只寫*/ 
fputs(Your score of TOEFLis,fp); /*向所建文件寫入一串字符*/ 
fputc(':', fp); /*向所建文件寫冒號:*/ 
fprintf(fp, %d\n, i); /*向所建文件寫一整型數*/ 
fprintf(fp, %s, s); /*向所建文件寫一字符串*/ 
fclose(fp);
}

用DOS的TYPE命令顯示TEST.DAT的內容如下所示:
屏幕顯示
Your score of TOEFL is: 617
That's good news
下面的程序是把上面的文件test.dat裏的內容在屏幕上顯示出來：

#include 
main() 
{ 
char *s, m[20]; 
int i; 
FILE *fp; 
fp=fopen(test.dat, r); /*打開文字文件只讀*/ 
fgets(s, 24, fp); /*從文件中讀取23個字符*/ 
printf(%s, s);
fscanf(fp, %d, &i); /*讀取整型數*/ 
printf(%d, i);
putchar(fgetc(fp)); /*讀取一個字符同時輸出*/ 
fgets(m, 17, fp); /*讀取16個字符*/ 
puts(m); /*輸出所讀字符串*/ 
fclose(fp);
getch();
}

運行後屏幕顯示:
Your score of TOEFL is: 617
That's good news

4.清除和設置文件緩衝區
(1).清除文件緩衝區函數：
int fflush(FILE *stream);
int flushall();
fflush()函數將清除由stream指向的文件緩衝區裏的內容，常用於寫完一些數據後，立即用該函數清除緩衝區，以免誤操作時，破壞原來的數據。
flushall()將清除所有打開文件所對應的文件緩衝區。
(2).設置文件緩衝區函數
void setbuf(FILE *stream,char *buf);
void setvbuf(FILE *stream,char *buf,int type,unsigned size);
這兩個函數將使得打開文件後，用戶可建立自己的文件緩衝區，而不使用fopen()函數打開文件設定的默認緩衝區。
對於setbuf()函數，buf指出的緩衝區長度由頭文件stdio.h中定義的宏BUFSIZE的值決定，缺省值爲512字節。當選定buf爲空時，setbuf函數將使的文件I/O不帶緩衝。而對setvbuf函數，則由malloc函數來分配緩衝區。參數size指明瞭緩衝區的長度(必須大於0),而參數type則表示了緩衝的類型，其值可以取如下值：
type 值含義
_IOFBF 文件全部緩衝，即緩衝區裝滿後，才能對文件讀寫
_IOLBF 文件行緩衝，即緩衝區接收到一個換行符時，才能對文件讀寫
_IONBF 文件不緩衝，此時忽略buf,size的值，直接讀寫文件，不再經過文件緩衝區緩衝

5.文件的隨機讀寫函數
前面介紹的文件的字符/字符串讀寫，均是進行文件的順序讀寫，即總是從文件的開頭開始進行讀寫。這顯然不能滿足我們的要求，C語言提供了移動文件指針和隨機讀寫的函數，它們是：
(1).移動文件指針函數：

long ftell(FILE *stream);
int rewind(FILE *stream);
fseek(FILE *stream,long offset,int origin);

函數ftell()用來得到文件指針離文件開頭的偏移量。當返回值是-1時表示出錯。
rewind()函數用於文件指針移到文件的開頭，當移動成功時，返回0，否則返回一個非0值。
fseek()函數用於把文件指針以origin爲起點移動offset個字節，其中origin指出的位置可有以下幾種：
origin 數值代表的具體位置

SEEK_SET 0 文件開頭
SEEK_CUR 1 文件指針當前位置
SEEK_END 2 文件尾

例如：
fseek(fp,10L,0);
把文件指針從文件開頭移到第10字節處，由於offset參數要求是長整型數，故其數後帶L。
fseek(fp,-15L,2);
把文件指針從文件尾向前移動15字節。
(2).文件隨機讀寫函數
int fread(void *ptr,int size,int nitems,FILE *stream);
int fwrite(void *ptr,int size,int nitems,FILE *stream);
fread()函數從流指針指定的文件中讀取nitems個數據項，每個數據項的長度爲size個字節，讀取的nitems數據項存入由ptr指針指向的內存緩衝區中，在執行fread()函數時，文件指針隨着讀取的字節數而向後移動，最後移動結束的位置等於實際讀出的字節數。該函數執行結束後，將返回實際讀出的數據項數，這個數據項數不一定等於設置的nitems，因爲若文件中沒有足夠的數據項，或讀中間出錯，都會導致返回的數據項數少於設置的nitems。當返回數不等於nitems時，可以用feof()或ferror()函數進行檢查。
fwrite()函數從ptr指向的緩衝區中取出長度爲size字節的nitems個數據項，寫入到流指針stream指向的文件中，執行該操作後，文件指針將向後移動，移動的字節數等於寫入文件的字節數目。該函數操作完成後，也將返回寫入的數據項數。

二、非標準文件的讀寫
這類函數最早用於UNIX操作系統,ANSI標準未定義,但有時也經常用到,DOS 3.0以上版本支持這些函數。它們的頭文件爲io.h。
由於我們不常用這些函數，所以在這裏就簡單說一下。
1.文件的打開和關閉
open()函數的作用是打開文件,其調用格式爲:
int open(char *filename, int access);
該函數表示按access的要求打開名爲filename的文件,返回值爲文件描述字,其中access有兩部分內容:
基本模式和修飾符, 兩者用 (或)方式連接。修飾符可以有多個, 但基本模式只能有一個。
access的規定
--------------------------------------------------------
基本模式含義修飾符含義
--------------------------------------------------------
O_RDONLY 只讀 O_APPEND 文件指針指向末尾
O_WRONLY 只寫 O_CREAT 文件不存在時創建文件, 屬性按基本模式屬性
O_RDWR 讀寫 O_TRUNC 若文件存在, 將其長度縮爲0, 屬性不變
O_BINARY 打開一個二進制文件
O_TEXT 打開一個文字文件
---------------------------------------------------------
open()函數打開成功, 返回值就是文件描述字的值(非負值), 否則返回-1。
close()函數的作用是關閉由open()函數打開的文件, 其調用格式爲:
int close(int handle);
該函數關閉文件描述字handle相連的文件。

2.讀寫函數
int read(int handle, void *buf, int count);
read()函數從handle(文件描述字)相連的文件中, 讀取count個字節放到buf所指的緩衝區中,
返回值爲實際所讀字節數, 返回-1表示出錯。返回0 表示文件結束。
write()函數的調用格式爲:
int write(int handle, void *buf, int count);
write()函數把count個字節從buf指向的緩衝區寫入與handle相連的文件中, 返回值爲實際寫入的字節數。

3.隨機定位函數
lseek()函數的調用格式爲:
int lseek(int handle, long offset, int fromwhere);
該函數對與handle相連的文件位置指針進行定位,功能和用法與fseek()函數相同。

tell()函數的調用格式爲:
long tell(int handle);

該函數返回與handle相連的文件現生位置指針, 功能和用法與ftell()相同。

總結：到此！C語言入門基礎就算是到尾聲了！祝大家學習進步！

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