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目录
一、什么是文件
1.1程序文件
1.2数据文件
1.3文件名
二、文件的打开和关闭
2.1文件指针
2.2文件的打开和关闭
三、文件的顺序读写
3.1顺序读写函数介绍
四、文件的随机读写
五、文本文件和二进制文件
六、文件读取结束的判定
七、文件缓存区
八、通讯录(文件版)
8.1将信息写入文件
8.2将文件中信息添加到通讯录
8.3完整代码
前言:写通讯录的程序,可以给通讯录中增加、删除数据,此时数据是存放在内存中,当程序退出的时候,通讯录中的数据自然就不存在了,等下次运行通讯录程序的时候,数据又得重新录入,如果使用这样的通讯录就很难受。使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上,做到了数据的持久化。下面就让我们学习文件操作。
一、什么是文件
磁盘上的文件是文件。
但是在程序设计中,我们一般谈的文件有两种:程序文件、数据文件(从文件功能的角度来分类的)。
1.1程序文件
包括源程序文件(后缀为.c),目标文件(windows环境后缀为.obj),可执行程序(windows环境后缀为.exe)。
1.2数据文件
文件的内容不一定是程序,而是程序运行时读写的数据,比如程序运行需要从中读取数据的文件, 或者输出内容的文件。
我们本次学习的是数据文件。
在以我们处理数据的输入输出都是以终端为对象的,即从终端的键盘输入数据,运行结果显示到显示器上。然而我们本次学习是从文件中读数据,最后结果可以写到文件中去。
1.3文件名
一个文件要有一个唯一的文件标识,以便用户识别和引用。
文件名包含3部分:文件路径+文件名主干+文件后缀
例如: c:\code\test.txt
为了方便起见,文件标识常被称为文件名。
二、文件的打开和关闭
2.1文件指针
每个被使用的文件都在内存中开辟了一个相应的文件信息区,用来存放文件的相关信息(如文件的名字,文件状态及文件当前的位置等)。这些信息是保存在一个结构体变量中的。该结构体类型是由系统声明的,取名FILE。
例如,VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型申明:
struct _iobuf {char *_ptr;int _cnt;char *_base;int _flag;int _file;int _charbuf;int _bufsiz;char *_tmpfname;};
typedef struct _iobuf FILE;
一般都是通过一个FILE的指针来维护这个FILE结构的变量,这样使用起来更加方便。
定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个文件的文件信息区(是一个结构体变量)。通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。也就是说,通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。
2.2文件的打开和关闭
文件在读写之前应该先打开文件,在使用结束之后应该关闭文件。
在编写程序的时候,在打开文件的同时,都会返回一个FILE*的指针变量指向该文件,也相当于建立了指 针和文件的关系。
ANSIC 规定使用fopen函数来打开文件,fclose来关闭文件。
打开文件:
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
参数:
filename:包含要打开的文件的名称的 C 字符串。其值应遵循运行环境的文件名规范,并且可以包含路径。
mode:包含文件访问的模式。
返回值:如果文件成功打开,该函数将返回指向FILE对象的指针。
文件使用方式 | 含义 | 如果指定文件不存在 |
“r”(只读) | 为了输入数据,打开存在的文本文件 | 出错 |
“w”(只写) | 为了输出数据,打开一个文本文件 | 建立一个新的文件 |
“a”(追加) | 向文本文件尾添加数据 | 建立一个新的文件 |
“rb”(只读) | 为了输入数据,打开一个二进制文件 | 出错 |
“wb” (只写) | 为了输出数据,打开一个二进制文件 | 建立一个新的文件 |
“ab” (追加) | 向一个二进制文件尾添加数据 | 建立一个新的文件 |
“r+”(读写) | 为了读和写,打开一个文本文件 | 出错 |
“w+” (读写) | 为了读和写,建议一个新的文件 | 建立一个新的文件 |
“a+” (读写) | 打开一个文件,在文件尾进行读写 | 建立一个新的文件 |
“rb+” (读写) | 为了读和写打开一个二进制文件 | 出错 |
“wb+” (读写) | 为了读和写,新建一个新的二进制文件 | 建立一个新的文件 |
“ab+” (读写) | 打开一个二进制文件,在文件尾进行读和写 | 建立一个新的文件 |
注意:输入的模式要用双引号引起来,这样就表示字符串,传过去的就是地址。
关闭文件:
int fclose ( FILE * stream );
参数:指向指定要关闭的流的FILE对象的指针。
返回值:如果流成功关闭,则返回零值。失败时,将返回EOF。
打开、关闭函数的使用:
int main()
{FILE* p = fopen("date.txt", "r");if (p == NULL);{perror("fopen");return 1;}//读文件//关闭文件fclose(p);p = NULL;return 0;
}
记住关闭文件后,要将指针置为空指针。
三、文件的顺序读写
3.1顺序读写函数介绍
功能 | 函数名 | 适用于 |
字符输入函数 | fgetc | 所有输入流 |
字符输出函数 | fputc | 所有输入流 |
文本行输入函数 | fgets | 所有输入流 |
文本行输出函数 | fputs | 所有输入流 |
格式化输入函数 | fscanf | 所有输入流 |
格式化输出函数 | fprintf | 所有输入流 |
二进制输入 | fread | 文件 |
二进制输出 | fwrite | 文件 |
C语言程序,只要运行起来,默认打开三个流:
- 标准输入流:stdin FILE*
- 标准输出流:stdout FILE*
- 标准错误流:stderr FILE*
要对文件操作时,只要产生一个与文件相关的流就可以。
读写数据时,我们把数据写入流中,读数据时从流中读。
输入和输出的关系:
输入和输出都是相对程序说的。
读写函数的使用:
fputc 将字符写入流
int fputc ( int character, FILE * stream );
参数:
character:要输入的字符。
stream:指向标识输出流的FILE对象的指针。
说明:p指向的文件缓冲区与文件相关,并且p是FILE*类型,所以是输出流。
想要打印在屏幕上,我们只要将p改为stdout。
fgetc 从流中获取字符
int fgetc ( FILE * stream );
返回值:成功后,将返回字符读取(提升为 int 值)。
返回类型为 int 以适应特殊值EOF
如果位置指示器位于文件末尾,则该函数返回EOF
从文件中读:
从键盘上读:
传文件指针,从文件中读;传stdin,从键盘上读。
fputs 将字符串写入流
int fputs ( const char * str, FILE * stream );
参数:
str:包含要写入流的内容的 C 字符串。
stream:指向标识输出流的 FILE 对象的指针。(stdin可以用作从标准输入读取的参数)
我们可以看到,两串字符串打印在了同一行,所以我们在使用 fputs 想打印在不同的行,要自己加 ‘ \0 ’。
注意:fputs 与 puts 的不同之处不仅在于可以指定目标流,而且 fputs 不会写入其他字符,而puts会自动在末尾附加换行符。
fgets 从流中获取字符串
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );
参数:
str:指向在其中复制字符串读取的字符数组的指针。
num:要复制到到 str 的最大字符数(包括终止空字符)。
stream:指向标识输入流的 FILE 对象的指针。(stdin可以用作从标准输入读取的参数)
注意:从流中读取字符并将其作为 C 字符串存储到 str 中,直到读取 (num-1) 个字符或到达换行符或文件末尾。
fprintf 将格式化数据写入流
int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );
我们对比 print f和 fprintf 发现 fprintf 比 printf 多一个流,所以我们使用 fprintf 打印的格式加一个流。
struct S
{int n;float m;
};int main()
{struct S s = { 100,3.14f };FILE* p = fopen("date.txt", "w");if (p == NULL){perror("fopen");return 1;}fprintf(p, "%d %f", s.n, s.m);fclose(p);p = NULL;return 0;
}
fscanf 从流中读取格式化数据
int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );
struct S
{int n;float m;
};int main()
{struct S s = { 0 };FILE* p = fopen("date.txt", "r");if (p == NULL){perror("fopen");return 1;}fscanf(p, "%d %f", &s.n, &s.m);printf("%d %f", s.n, s.m);fclose(p);p = NULL;return 0;
}
scanf 从标准输入流读格式化的数据
printf 向标准输出流写格式化的数据
fscanf 适用于所有输入流的格式化输入函数
fprintf 适用于所有输出流的格式化输出函数
sscanf 从字符串中读取格式化的数据
sprintf 将格式化的数据转化成字符串
fwrite 写入要流式传输的数据块
size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
参数:
ptr:指向要写入的元素数组的指针,转换为 const void*。
size:要写入的每个元素的大小(以字节为单位)。
count:元素数,每个元素的大小为字节大小。
fread 从流中读取数据块
size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
参数:
ptr:指向大小至少为 (size*count) 字节的内存块的指针,转换为 void*。
size:要读取的每个元素的大小(以字节为单位)。
count:元素数,每个元素的大小为字节大小。
四、文件的随机读写
4.1fseek 根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );
参数:
offset:二进制文件:要从源偏移的字节数。
文本文件:零或ftell返回的值。
origin:用作偏移参考的位置。
SEEK_SET | 文件开头 |
SEEK_CUR | 文件指针的当前位置 |
SEEK_END | 文件结尾 |
4.2ftell 返回文件指针相对于起始位置的偏移量
long int ftell ( FILE * stream );
4.3rewind 让文件指针的位置回到文件的起始位置
void rewind ( FILE * stream );
五、文本文件和二进制文件
根据数据的组织形式,数据文件被称为文本文件或者二进制文件。
数据在内存中以二进制的形式存储,如果不加转换的输出到外存,就是二进制文件。
如果要求在外存上以ASCII码的形式存储,则需要在存储前转换。以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件。
简单来讲,我们看不懂的是二进制文件,看得懂的就是文本文件。
一个数据在内存中是怎么存储的呢?
字符一律以ASCII形式存储,数值型数据既可以用ASCII形式存储,也可以使用二进制形式存储。
例如:有整数10000,如果以ASCII码的形式输出到磁盘,则磁盘中占用5个字节(每个字符一个字节),而 二进制形式输出,则在磁盘上只占4个字节。
#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10000;FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");fwrite(&a, 4, 1, pf);//二进制的形式写到文件中fclose(pf);pf = NULL;return 0;
}
六、文件读取结束的判定
牢记:在文件读取过程中,不能用feof函数的返回值直接来判断文件的是否结束。
feof 的作用是:当文件读取结束的时候,判断是读取结束的原因是否是:遇到文件尾结束。
1. 文本文件读取是否结束,判断返回值是否为 EOF ( fgetc ),或者 NULL ( fgets )
例如:
- fgetc 判断是否为 EOF .
- fgets 判断返回值是否为 NULL .
2. 二进制文件的读取结束判断,判断返回值是否小于实际要读的个数。
例如:
- fread判断返回值是否小于实际要读的个数。
例子:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{int c; // 注意:int,非char,要求处理EOFFILE* fp = fopen("test.txt", "r");if (!fp) {perror("File opening failed");return EXIT_FAILURE;}//fgetc 当读取失败的时候或者遇到文件结束的时候,都会返回EOFwhile ((c = fgetc(fp)) != EOF) // 标准C I/O读取文件循环{putchar(c);}//判断是什么原因结束的if (ferror(fp))puts("I/O error when reading");else if (feof(fp))puts("End of file reached successfully");fclose(fp);fp == NULL;return 0;
}
七、文件缓存区
ANSIC 标准采用“缓冲文件系统”处理的数据文件的,所谓缓冲文件系统是指系统自动地在内存中为程序 中每一个正在使用的文件开辟一块“文件缓冲区”。从内存向磁盘输出数据会先送到内存中的缓冲区,装 满缓冲区后才一起送到磁盘上。如果从磁盘向计算机读入数据,则从磁盘文件中读取数据输入到内存缓 冲区(充满缓冲区),然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区(程序变量等)。缓冲区的大小根 据C编译系统决定的。
验证缓冲区存在:
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//VS2013 WIN10环境测试
int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "w");fputs("abcdef", pf);//先将代码放在输出缓冲区printf("睡眠10秒-已经写数据了,打开test.txt文件,发现文件没有内容\n");Sleep(10000);printf("刷新缓冲区\n");fflush(pf);//刷新缓冲区时,才将输出缓冲区的数据写到文件(磁盘)//注:fflush 在高版本的VS上不能使用了printf("再睡眠10秒-此时,再次打开test.txt文件,文件有内容了\n");Sleep(10000);fclose(pf);//注:fclose在关闭文件的时候,也会刷新缓冲区pf = NULL;return 0;
}
八、通讯录(文件版)
我们希望退出程序,之前录入的信息可以保存在文件中,等下次打开程序还可以找到之前存放的信息。只要在销毁信息前,将信息保存到文件中。
8.1将信息写入文件
void SaveContact(Contact* pc)
{FILE* pf = fopen("contact.txt", "wb");if (pf == NULL){perror(SaveContact);return 1;}//写数据int i = 0;for (i = 0; i < pc->sz, i++){fwrite(pc->date + i, sizeof(PeoInfo), 1, pf);}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;}
可以看到,在退出通讯录,存储的信息以二进制存放在文件中。
8.2将文件中信息添加到通讯录
我们要在初始化通讯的时候,把文件中信息添加到通讯录。
一个一个的读取数据,当没有读到数据,返回0,说明数据读完了。在放数据的时候我们也要判断空间是否充足。
void LoadContact(Contact* pc)
{FILE* pf = fopen("contact.txt", "rb");if (pf == NULL){perror(LoadContact);return 1;}//读数据PeoInfo tmp = { 0 };while (fread(&tmp, sizeof(PeoInfo), 1, pf)){if (0 == CheckCapacity(pc)){return;}pc->date[pc->sz] = tmp;pc->sz++;}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;}
8.3完整代码
contact.h
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>#define MAX 100
#define DEFAULT_SZ 3
#define INC_SZ 2typedef struct PeoInfo
{char name[20];int age;char sex[5];char tele[12];char addr[15];
}PeoInfo;//动态
typedef struct Contact
{PeoInfo* date; //指向存放数据的空间int sz; //当前通讯录存储的信息的个数int cap; //通讯录当前最大容量
}Contact;enum OPTION
{Exit,Add,Del,Serach,Modify,Show,Sort
};//函数声明//初始化
void InitContact(Contact* pc);//增加联系人
void AddContact(Contact* pc);//显示联系人
void ShowContact(const Contact* pc);//删除联系人
void DelContact(Contact* pc);//查找联系人
void SearchContact(const Contact* pc);//修改联系人
void ModifyContact(Contact* pc);//排序
int cmp_by_name(const void* p1, const void* p2);//释放
void DestoryContact(Contact* pc);//保存函数
void SaveContact(Contact* pc);
test.c
#include "contact.h"void menu()
{printf("------------------------------------\n");printf(" 1. Add 2. Del \n");printf(" 3. Search 4. Modify \n");printf(" 5. Show 6. Sort \n");printf(" 0. Exit \n");printf("------------------------------------\n");
}void test()
{int input = 0;Contact con; //通讯录InitContact(&con);do{menu();printf("请选择:>");scanf("%d", &input);switch (input){case Add:AddContact(&con);break;case Del:DelContact(&con);break;case Serach:SearchContact(&con);break;case Modify:ModifyContact(&con);break;case Show:ShowContact(&con);break;case Sort://按名字排序qsort(con.date, con.sz, sizeof(PeoInfo), cmp_by_name);break;case Exit:SaveContact(&con);DestoryContact(&con);printf("退出通讯录\n");break;default:printf("输入错误,请重新输入\n");break;}} while (input);
}int main()
{test();return 0;
}
contact.c
#include "contact.h"int CheckCapacity(pc);void LoadContact(Contact* pc)
{FILE* pf = fopen("contact.txt", "rb");if (pf == NULL){perror(LoadContact);return 1;}//读数据PeoInfo tmp = { 0 };while (fread(&tmp, sizeof(PeoInfo), 1, pf)){if (0 == CheckCapacity(pc)){return;}pc->date[pc->sz] = tmp;pc->sz++;}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;}//动态
void InitContact(Contact* pc)
{assert(pc);pc->date = (PeoInfo*)malloc(DEFAULT_SZ * sizeof(PeoInfo));if (pc->date == NULL){perror("InitContact");return;}pc->sz = 0;pc->cap = DEFAULT_SZ;LoadContact(pc);
}int CheckCapacity(Contact* pc)
{if (pc->sz == pc->cap){PeoInfo* ptr = (PeoInfo*)realloc(pc->date, (pc->cap + INC_SZ) * sizeof(PeoInfo));if (ptr == NULL){perror("CheckCapacity");return 0;}else{pc->date = ptr;pc->cap += INC_SZ;printf("增容成功\n");return 1;}}return 1;
}//动态
void AddContact(Contact* pc)
{assert(pc);if (0 == CheckCapacity(pc)){return;}printf("请输入名字:>");scanf("%s", pc->date[pc->sz].name);printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(pc->date[pc->sz].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", pc->date[pc->sz].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", pc->date[pc->sz].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", pc->date[pc->sz].addr);pc->sz++;printf("添加成功\n");
}void ShowContact(const Contact* pc)
{assert(pc);//打印标题printf("%-10s\t%-4s\t%-5s\t%-12s\t%-10s\n", "姓名", "年龄", "性别", "电话", "地址");int i = 0;for (i = 0; i < pc->sz; i++){printf("%-10s\t%-4d\t%-5s\t%-12s\t%-10s\n", pc->date[i].name,pc->date[i].age,pc->date[i].sex,pc->date[i].tele,pc->date[i].addr);}
}int FindByname(Contact* pc, char name[])
{int i = 0;for (i = 0; i < pc->sz; i++){if (strcmp(pc->date[i].name, name) == 0){return i;}}return -1;
}void DelContact(Contact* pc)
{assert(pc);if (pc->sz == 0){printf("通讯录为空,无法删除\n");}char name[20] = { 0 };int flag = 0;printf("要删除的联系人:>");scanf("%s", name);int del = FindByname(pc, name);if (del == -1){printf("要删除的联系人不存在\n");return;}int i = 0;for (i = del; i < pc->sz - 1; i++){pc->date[i] = pc->date[i + 1];}pc->sz--;printf("成功删除联系人\n");
}void SearchContact(const Contact* pc)
{assert(pc);char name[20] = { 0 };printf("请输入要查找人的名字:>");scanf("%s", name);int pos = FindByname(pc, name);if (pos == -1){printf("要查找的人不存在\n");}else{printf("%-10s\t%-4s\t%-5s\t%-12s\t%-10s\n", "姓名", "年龄", "性别", "电话", "地址");printf("%-10s\t%-4d\t%-5s\t%-12s\t%-10s\n", pc->date[pos].name,pc->date[pos].age,pc->date[pos].sex,pc->date[pos].tele,pc->date[pos].addr);}}void ModifyContact(Contact* pc)
{assert(pc);char name[20] = { 0 };printf("请输入要修改的人的名字:>");scanf("%s", name);int pos = FindByname(pc, name);if (pos == -1){printf("要修改的人不存在\n");}else{printf("请输入名字:>");scanf("%s", pc->date[pos].name);printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(pc->date[pos].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", pc->date[pos].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", pc->date[pos].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", pc->date[pos].addr);}printf("修改成功\n");
}int cmp_by_name(const void* p1, const void* p2)
{return strcmp(((PeoInfo*)p1)->name, ((PeoInfo*)p2)->name);
}void DestoryContact(Contact* pc)
{free(pc->date);pc->date = NULL;pc->cap = 0;pc->sz = 0;
}void SaveContact(Contact* pc)
{FILE* pf = fopen("contact.txt", "wb");if (pf == NULL){perror(SaveContact);return 1;}//写数据int i = 0;for (i = 0; i < pc->sz; i++){fwrite(pc->date + i, sizeof(PeoInfo), 1, pf);}//关闭文件fclose(pf);pf = NULL;}
本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获,同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言,博主一定认真认真修改,以后写出更好的文章。