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文件概述
文件的定义
所谓文件一般指存储在外部介质(如磁盘磁带)上数据的集合.
操作系统是以文件为单位对数据进行管理的.
文件的分类
①从操作系统的角度看，每一个与主机相连的输入输出设备看作是一个文件。
例：输入文件：终端键盘
输出文件：显示屏和打印机
②从用户观点:
特殊文件(标准输入输出文件或标准设备文件)
普通文件(磁盘文件)
③按数据的组织形式:
ASCII文件(文本文件):每一个字节放一个ASCII代码二进制文件:把内存中的数据按其在内存中的存储形式原样输出到磁盘上存放.
例：整数10000在内存中的存储形式以及分别按ASCII码形式和二进制形式输出如下图所示：
ASCII文件和二进制文件的比较：
1、ASCII文件便于对字符进行逐个处理，也便于输出字符。但一般占存储空间较多，而且要花费转换时间。
2、二进制文件可以节省外存空间和转换时间，但一个字节并不对应一个字符，不能直接输出字符形式。
3、一般中间结果数据需要暂时保存在外存上，以后又需要输入内存的，常用二进制文件保存。
④文件的处理方法：
缓冲文件系统：系统自动地在内存区为每一个正在使用的文件开辟一个缓冲区。用缓冲文件系统进行的输入输出又称为高级磁盘输入输出。
非缓冲文件系统：系统不自动开辟确定大小的缓冲区，而由程序为每个文件设定缓冲区。用非缓冲文件系统进行的输入输出又称为低级输入输出系统。
文件类型指针
在缓冲文件系统中,每个被使用的文件都要在内存中开辟一FILE类型的区,存放文件的有关信息。stdio.h 中定义了一个称为 FILE 的结构.
文件指针所需的唯一声明为：FILE *fp;
文件指针指向一个结构，该结构包含以下信息：文件名、文件的当前位置、文件是否正在读或写、是否出错或是否到达文件末尾
文件缓冲区示意图：
文件操作基本流程：
文件函数
| 分类 | 函数名 | 功能 |
|---|---|---|
| 打开文件 | fopen() | 打开文件 |
| 关闭文件 | fclose() | 关闭文件 |
| 文件定位 | fseek() | 改变文件位置指针的位置 |
| Rewind() | 使文件位置指针重新至于文件开头 | |
| Ftell() | 返回文件位置指针的当前值 | |
| 文件状态 | feof() | 若到文件末尾，函数值为真 |
| ferror() | 若对文件操作出错，函数值为真 | |
| clearerr() | 使ferror和feof()函数值置零 |
文件读写 fgetc(),getc()从指定文件取得一个字符
fputc(),putc()把字符输出到指定文件
fgets()从指定文件读取字符串
fputs()把字符串输出到指定文件
getw()从指定文件读取一个字（int型）
putw()把一个字输出到指定文件
fread()从指定文件中读取数据项
fwrite()把数据项写到指定文件中
fscanf()从指定文件按格式输入数据
fprintf()按指定格式将数据写到指定文件中
文件的打开(fopen函数)
函数调用:
FILE *fp；
fp＝fopen（文件名，使用文件方式）；
①需要打开的文件名，也就是准备访问的文件的名字；
②使用文件的方式（“读”还是“写”等）；
③让哪一个指针变量指向被打开的文件。
文件的打开与关闭：
“r” (只读)为输入,打开一个文本文件
“w” (只写)为输出,打开一个文本文件
“a” (追加)向文本,文件尾增加数据
“rb” (只读)为输入,打开一个二进制文件
“wb” (只写)为输出,打开一个二进制文件
"ab“ (追加)向二进制文件尾增加数据
"r+“ (读写)为读/写打开一个文本文件
"w+” (读写)为读/写建立一个新的文本文件
“a+” (读写)为读/写打开一个文本文件（追加）
"rb+“ (读写)为读/写打开一个二进制文件
“wb+“ (读写)为读/写建立一个新的二进制文件
“ab+” (读写)为读/写打开一个二进制文件
“r+” 与"w+"两种方式打开的区别？
当第一次打开一个文件时，文件不存在，则需要对文件进行创建（程序创建，不是人工手动创建），如果用r+这种模式open的话会返回失败，如果用w+,当第二次打开这个文件时就会重新创建一个新的文件，那么原来文件里的数据就会丢失。
文件的关闭(fclose函数)
函数调用:
fclose（文件指针）；
函数功能:
使文件指针变量不指向该文件，也就是文件指针变量与文件“脱钩”，此后不能再通过该指针对原来与其相联系的文件进行读写操作
返回值:
关闭成功返回值为０；否则返回EOF(-1)
当前活动指针(ftell 函数)
FILE 结构提供了一个指针，用以跟踪发生 I/O 操作的位置，每当从流中读取或写入一个字符，当前活动指针（即 curp）就会向前移动，当前活动指针的当前位置可以借助 ftell() 函数来获得。
函数原型：long int ftell(FILE *fp);
返回值：成功时返回文件指针位置，否则返回-1
rewind()函数
功能说明：将文件位置指示器置于文件开头相当于reset(重置)文件指针
函数原型：void rewind(FILE * fp) ;
设置当前位置(fseek 函数)
功能说明：通过指定相对于开始位置、当前位置或流的末尾位置的字节数来重定位 curp，这取决于 fseek() 函数中指定的位置
函数原型：int fseek (FILE *fp, long int offset, int origin);
参数：
fp：需设置的文件指针
offset：偏移量
origin：搜索的起始位置
返回值：无
origin 表示搜索的起始位置，有以下几个值：
SEEK_CUR 或 1 ：当前文件指针的位置
SEEK_END 或 2 ：文件末尾
SEEK_SET 或 0 ：文件开始
fseek和ftell的综合应用，示例：
int main()
{
FILE *fp;
int nLength = 0;
fp =fopen(“1.txt”,”r+”);
if(fp == NULL)
{
printf(“open failed\n”);
return -1;
}
fseek(fp,0,SEEK_END);//偏移到文件尾部
nLength = ftell(fp);//获取当前文件指针离文件开头的字节数
printf(“the file length is %d\n”, nLength);
fclose(fp);
}
字符输入输出函数(fputc()和fgetc())
1、fputc()函数
函数调用:int fputc(int ch,FILE *fp) ；
函数功能:
将字符（ch的值）输出到fp所指向的文件中去。
返回值:
如果输出成功，则返回值就是输出的字符；
如果输出失败，则返回一个EOF.
2、fgetc()函数
函数调用:int fgetc(FILE *fp）
函数功能:
从指定的文件读入一个字符,该文件必须是以读或读写方式打开的。
返回值:
读取成功一个字符，赋给ch。如果遇到文件结束符，返回一个文件结束标志
EOF 。
常见的读取字符操作：
①从一个文本文件顺序读入字符并在屏幕上显示出来：
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
FILE *fp;
char ch;
char string[ ] = "This is a test";
fp = fopen("1.txt","w+");
fwrite(string, strlen(string), 1, fp); //将string写入文件
fseek(fp, 0, SEEK_SET); //将文件指针设到起始位置
ch = fgetc(fp);
while(ch != EOF)
{
putchar(ch);
ch = fgetc(fp);
}
return 0;
}
注意：EOF不是可输出字符，因此不能在屏幕上显示。由于字符的ASCII码不可能出现－１，因此EOF定义为－１是合适的。当读入的字符值等于－１时，表示读入的已不是正常的字符而是文件结束符。
②从一个二进制文件顺序读入字符：
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
FILE *fp;
char ch;
char string[ ] = "This is a test";
fp = fopen("1.dat","w+");
fwrite(string, strlen(string), 1, fp);
fseek(fp, 0, SEEK_SET);
while(!feof(fp)) //判断文件不是真的结束，循环
{
ch = fgetc(fp);
putchar(ch);
}
return 0;
}
注意：ANSI C提供一个feof（）函数来判断文件是否真的结束。如果是文件结束，函数feof（fp）的值为１（真）；否则为０（假）。以上也适用于文本文件的读取。
fwrite()函数
功能说明：fwrite是无格式写函数，用于向文件写入整块的数据。最有价值的一个应用就是读写用户定义的数据类型，尤其是结构。
函数原型：size_t fwrite(const void *buffer,size_t bytes, sizeo_t n,FILE *fp);
参数：buffer：要写入数据的首地址
bytes：一个单元占字节数
n：写入几个单元
fp：操作的文件指针
返回值：成功时返回写入的单元数，否则返回0
fread()函数
功能说明：fread是无格式读函数，用于向文件读出整块的数据。经常用fwrite函数写入，读取时用fread函数
函数原型：size_t fread(void *buffer, size_t bytes, sizeo_t n, FILE *fp);
参数：buffer：接收缓冲区的首地址
bytes：一个单元占字节数
n：读出几个单元
fp：操作的文件指针
返回值：成功时返回读出的单元数，否则返回0
fread与fwrite实例：
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
FILE *fp;
char ch;
char string[1024] = "This is a test";
char rdata[1024];
fp = fopen("1.txt","w+");
fwrite(string, sizeof(string), 1, fp);
fseek(fp, 0, SEEK_SET);
fread(rdata,sizeof(rdata),1,fp); //这里fread的sizeof的大小和fwrite的一直，不然会打印结果后出现乱码或显示不全
printf("rdata = %s\n",rdata);
return 0;
}
运行结果：
rdata = This is a test
格式化读写函数(fprintf()和fscanf())
函数调用:
int fscanf(文件指针,格式字符串,输入表列);
int fprintf(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。
例：
fprintf(fp,"%d,%6.2f",i,t);
fscanf(fp,"%d,%f",&i,&t);
注意：用fprintf和fscanf函数对磁盘文件读写，使用方便，容易理解，但由于在输入时要将ASCII码转换为二进制形式，在输出时又要将二进制形式转换成字符，花费时间比较多。因此，在内存与磁盘频繁交换数据的情况下，最好不用fprintf和fscanf函数，而用fread和fwrite函数。
putw()和getw()
函数调用：
int putw(int w,FILE * fp)；
int getw(FILE * fp)；
函数功能: 对磁盘文件中读写一个字（以二进制形式从文件流中读取整数）。
注意：putw()和getw()都是按二进制输入输出的。所以如果你用putw()输入数据到文件后以文本的方式打开看到的将都是乱码。
同样如果你在文本文件中输入了数字并保存，用getw()来读入的话读入的结果并不是你想象的那样，因为它是按二进制读的。
实例：
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
FILE *fp;
int w;
fp = fopen("2.txt","wb"); //以二进制形式写
putw(5,fp);
fclose(fp);
fp = fopen("2.txt","rb");//以二进制形式读
w = getw(fp);
printf("Successful read: w = %d\n", w);
fclose(fp);
return 0;
}
fgets函数
函数作用：从指定文件读入一个字符串。
函数调用：fgets(str,n,fp);
从fp指向的文件输入n-1个字符，在最后加一个’\0’
返回值：str的首地址
fputs函数
函数作用：
向指定的文件输出一个字符串。
函数调用：fgets("china",fp);
第一个参数可以是字符串常量、字符数组名或字符型
指针。字符串末尾的′＼０′不输出。
返回值：
输入成功，返回值为0；
输入失败，返回EOF.
ferror函数(出错的检测)
调用形式：ferror(fp);
返回值：返回0，表示未出错；返回非0，表示出错。
在调用一个输入输出函数后立即检查ferror函数的值，否则信息会丢失。在执行fopen函数时，ferror函数的初始值自动置为０。
clearerr函数(出错的检测)
调用形式：clearerr(fp);
函数作用：使文件错误标志和文件结束标志置为0。
只要出现错误标志，就一直保留，直到对同一文件调用clearerr函数或rewind函数，或任何其他一个输入输出函数。