https://m./i6847739122979701260/?app=news_article&timestamp=1594400967&use_new_style=1&req_id=20200711010927010129040078043AEF9D&group_id=6847739122979701260 

前些時(shí)候，我們學(xué)習(xí)的C語(yǔ)言程序都是由輸入輸出和算法組成的控制臺(tái)程序。我們?cè)诮K端上來(lái)輸入我們提供的數(shù)據(jù)，然后程序也會(huì)通過(guò)終端來(lái)告訴我們最終運(yùn)行的結(jié)果。

但是，可能有的同學(xué)已經(jīng)觀(guān)察到了，我們?nèi)粘Ｊ褂玫膭e人開(kāi)發(fā)的程序，大多數(shù)都是通過(guò)文件來(lái)提供數(shù)據(jù)的。比如一個(gè)Excel的報(bào)表，程序可以直接來(lái)分析里面的數(shù)據(jù)。再比如，一個(gè)TXT格式的電子書(shū)，程序可以直接分析有多少字、多少個(gè)章節(jié)，甚至還可以生成出一個(gè)目錄來(lái)。

擁有這樣能力的程序，是不是感覺(jué)功能強(qiáng)大了許多？這就要用到我們今天要講到的內(nèi)容——「文件操作」。

關(guān)于文件

在我們比較熟悉的Windows系統(tǒng)下，文件類(lèi)型的區(qū)分是用「擴(kuò)展名」來(lái)進(jìn)行的。但其實(shí)擴(kuò)展名并不是指「文件格式」，它只是一個(gè)「門(mén)牌號(hào)」而已。至于它到底對(duì)不對(duì)，那系統(tǒng)就不知道了?？赡苡泻芏嗟男率?，在遇到格式的問(wèn)題的時(shí)候，會(huì)認(rèn)為直接更改擴(kuò)展名，就能實(shí)現(xiàn)格式轉(zhuǎn)換。不瞞你們說(shuō)，我小時(shí)候也有過(guò)這種想法。但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)，不行。舉個(gè)例子，現(xiàn)在有一個(gè) MP3 的文件，要轉(zhuǎn)成 AAC。這兩個(gè)文件從編碼上來(lái)講，就是不一樣的。MP3 只能用 MP3 的方式去讀取，AAC 只能用 AAC 的方式去讀取。如果你把擴(kuò)展名直接改成 AAC，那么系統(tǒng)就被你騙了，就會(huì)用 AAC 的方式去讀取實(shí)際還是 MP3 的文件，當(dāng)然是不行了。

不同的擴(kuò)展名，就對(duì)應(yīng)了不同的讀取方式。「EXE」 就代表 Windows 系統(tǒng)下的可執(zhí)行二進(jìn)制文件，「TXT」是純文本文件，等等。

在 Linux 和 Unix 操作系統(tǒng)下，文件的定義就寬泛多了。不光軟件，硬件也可以叫文件。也就是說(shuō)，硬件實(shí)際上也是當(dāng)做文件的方式來(lái)處理的。

在C語(yǔ)言中，文件一般分為兩種，一種是二進(jìn)制文件，就是我們編譯出來(lái)的那個(gè)東西，我們是看不懂的；另一種是文本文件，也就是我們常說(shuō)的源代碼。

打開(kāi)和關(guān)閉文件

我們要對(duì)一個(gè)文件進(jìn)行操作，首先我們需要把文件打開(kāi)，然后才能讀或者寫(xiě)。對(duì)文件操作完成后，我們還要將文件關(guān)閉。

C語(yǔ)言中的打開(kāi)文件使用fopen函數(shù)，通式如下：

fopen('文件路徑', '模式')

如果打開(kāi)文件成功，則會(huì)返回一個(gè)FILE結(jié)構(gòu)的指針，通過(guò)這個(gè)指針，我們就可以對(duì)這個(gè)文件進(jìn)行操作；如果打開(kāi)文件失敗，則會(huì)返回NULL。

下面是所有的模式：

前面幾個(gè)都好理解，只是最后一個(gè)，為啥要區(qū)分一個(gè)二進(jìn)制出來(lái)呢？

不加「b」的情況下，就是以文本的形式來(lái)打開(kāi)。因?yàn)樵诓煌牟僮飨到y(tǒng)中，換行符是不同的。Unix系統(tǒng)用\n，MacOS用\r，而Windows用的是\r\n，那么在文本模式下打開(kāi)，C語(yǔ)言會(huì)根據(jù)系統(tǒng)環(huán)境的不同，來(lái)轉(zhuǎn)化換行符。而在二進(jìn)制的模式下，就不會(huì)進(jìn)行任何的轉(zhuǎn)換。

當(dāng)你對(duì)文件操作完畢后，一定要記得把文件用fclose()函數(shù)來(lái)關(guān)閉。其實(shí)我們?cè)诖蜷_(kāi)文件后的所有操作，實(shí)際上都被記錄到了緩存里，只有執(zhí)行了關(guān)閉后，我們的更改才會(huì)生效。如果關(guān)閉成功，則函數(shù)會(huì)返回0；失敗的話(huà)，就會(huì)返回EOF。關(guān)閉成功后，我們創(chuàng)建的文件指針就會(huì)失效。

//file1.txt中的內(nèi)容C programming makes me happy!

順序讀寫(xiě)文件

打開(kāi)了文件之后，就可以進(jìn)行我們的操作了。

讀寫(xiě)單個(gè)字符

讀取單個(gè)字符，我們可以用fgetc和getc這兩個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。它們的作用，就是讀取一個(gè)字符，然后將光標(biāo)移動(dòng)到下一個(gè)位置。

#include <stdio.h>...int fgetc(FILE* stream);int getc(FILE* stream);

函數(shù)的參數(shù)，是一個(gè)FILE結(jié)構(gòu)體的指針，也就是一個(gè)準(zhǔn)確讀取的文件流。讀取成功就會(huì)將讀取到的unsigned char內(nèi)容轉(zhuǎn)化為int并返回；文件結(jié)束或者讀取失敗就返回EOF。

這倆函數(shù)不同的地方就在于，fgetc是函數(shù)實(shí)現(xiàn)，而getc是用宏實(shí)現(xiàn)。宏會(huì)產(chǎn)生大量的代碼量，但是沒(méi)有函數(shù)調(diào)用堆棧的步驟，所以速度會(huì)快很多。但是宏的展開(kāi)可能會(huì)多次調(diào)用參數(shù)，因此如果參數(shù)中含有自增、自減這種副作用的的方法，就只能用函數(shù)實(shí)現(xiàn)的fgetc了。

寫(xiě)入單個(gè)字符，我們可以用fputc和putc，帶有f的，就是函數(shù)，另一個(gè)就是宏的實(shí)現(xiàn)的了。

第一個(gè)參數(shù)是你要寫(xiě)入的字符，第二個(gè)是你要寫(xiě)入的文件流。

讀寫(xiě)整個(gè)字符串

這里就要用到fgets和fputs兩個(gè)函數(shù)了。

#include <stdio.h>...char* fgets(char* s, int size, FILE* stream);int fputs(const chat* s, FILE* stream);

其中，fgets有三個(gè)參數(shù)，第一個(gè)是一個(gè)字符型指針，用來(lái)存放讀取的數(shù)據(jù)；第二個(gè)用來(lái)指定讀取的長(zhǎng)度（包含'\0'）；第三個(gè)是用于指定讀取的文件流。

函數(shù)調(diào)用成功后，會(huì)返回第一個(gè)參數(shù)所指向的地址。如果讀取到EOF則eof指示器被設(shè)置。若一開(kāi)始就讀取到EOF，第一個(gè)參數(shù)的內(nèi)容不變，返回NULL。若讀取發(fā)生錯(cuò)誤，則error指示器被設(shè)置，函數(shù)返回NULL，第一個(gè)參數(shù)內(nèi)容可能會(huì)被改變。

fputs第一個(gè)參數(shù)用于存放待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，第二個(gè)是指定待寫(xiě)入的文件流。函數(shù)調(diào)用成功，返回一個(gè)非 0 值，失敗則返回EOF。

格式化讀寫(xiě)文件

在文件里，我們就不能用我們熟悉的scanf和printf了。但是C語(yǔ)言也提供一組類(lèi)似的函數(shù)：fscanf和fprintf。

用法上，第一個(gè)參數(shù)用于指定文件流，后面的就是照搬的scanf和printf中的參數(shù)。

//date.txt中的內(nèi)容2020-6-15

二進(jìn)制讀寫(xiě)

我們用fopen函數(shù)可以用二進(jìn)制的方式來(lái)打開(kāi)一個(gè)文件，但實(shí)際上我們要用二進(jìn)制的方式來(lái)讀寫(xiě)，還得用相應(yīng)的函數(shù)才行。

C語(yǔ)言提供了fread和fwrite兩個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制的讀取和寫(xiě)入。

#include <stdio.h>...size_t fread(void* ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);size_t fwrite(const void* ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);

首先來(lái)看fread。這個(gè)函數(shù)有四個(gè)參數(shù)。第一個(gè)指向存放數(shù)據(jù)的地址，第二個(gè)指定讀取的每個(gè)元素的尺寸，第三個(gè)指定準(zhǔn)備讀取的元素個(gè)數(shù)，最后一個(gè)指向待讀取的文件流。

函數(shù)調(diào)用成功，會(huì)返回讀取到的元素個(gè)數(shù)，如果實(shí)際讀取的比第三個(gè)參數(shù)小，那么可能會(huì)一直讀取到文件末尾或者發(fā)生錯(cuò)誤，這種情況就要通過(guò)foef和ferror來(lái)進(jìn)一步判斷。

然后是fwrite，也是有四個(gè)參數(shù)。第一個(gè)是指向存放數(shù)據(jù)的地址，第二個(gè)是指定待寫(xiě)入的每個(gè)元素的尺寸，第三個(gè)是指定待寫(xiě)入的元素的個(gè)數(shù)，最后一個(gè)是指向待寫(xiě)入的文件流。

隨機(jī)讀寫(xiě)文件

剛剛我們介紹的，都是從文件頭開(kāi)始讀寫(xiě)。但是我們實(shí)際生產(chǎn)生活中，很多時(shí)候我們是需要任意修改的。比如改一個(gè)文檔，很有可能是中間的什么地方錯(cuò)了，或者是表達(dá)有不妥。那么這個(gè)時(shí)候如果你還要從頭開(kāi)始去檢索，那樣效率就太低了。

于是，C語(yǔ)言也為我們提供了這個(gè)功能，就是隨機(jī)讀寫(xiě)。

首先，我們要了解光標(biāo)的位置，才能夠更好地運(yùn)用這個(gè)功能。C語(yǔ)言為我們提供了ftell函數(shù)，它可以告訴我們現(xiàn)在的光標(biāo)位置。

如果將一個(gè)文件看成一個(gè)數(shù)組，那么這個(gè)函數(shù)返回的就是這個(gè)數(shù)組的下標(biāo)。

//Example 01#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(void){    FILE* fp;    if ((fp = fopen('data.txt', 'w')) == NULL)    {        printf('文件打開(kāi)失??！\n');        exit(EXIT_FAILURE);    }    printf('%ld\n', ftell(fp));    fputc('T', fp);    printf('%ld\n', ftell(fp));    fputs('echZone\n', fp);    printf('%ld\n', ftell(fp));    fclose(fp);        return 0;}

//Consequence 010110

如果你想將光標(biāo)快速移動(dòng)到文件頭，可以用rewind函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

//data.txt中的內(nèi)容Helloone

可以看到，它會(huì)覆蓋我們前面的數(shù)據(jù)。

有的同學(xué)可能會(huì)說(shuō)了，你這不還是沒(méi)解決問(wèn)題嗎？

好的，那就來(lái)解決下問(wèn)題吧。C語(yǔ)言給我們提供了一個(gè)函數(shù)fseek，這個(gè)函數(shù)可以直接把光標(biāo)跳轉(zhuǎn)到我們想要的位置。

第一個(gè)參數(shù)是指的我們要讀取的文件流，第二個(gè)是偏移量（往后走是正數(shù)，往前走是負(fù)數(shù)），第三個(gè)是指的開(kāi)始偏移的位置。

值描述SEEK_SET文件開(kāi)頭SEEK_CUR當(dāng)前位置SEEK_END文件末尾

如果我要定位到第一百個(gè)字符的位置，那么：

fseek(fp, 100, SEEK_SET)

倒數(shù)第 10 個(gè)就要這樣：

標(biāo)準(zhǔn)流

標(biāo)準(zhǔn)輸入，標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出

一般C語(yǔ)言程序在執(zhí)行的時(shí)候，都會(huì)有 3 個(gè)面向終端的文件流，分別是「標(biāo)準(zhǔn)輸入」，「標(biāo)準(zhǔn)輸出」和「標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出」。我們之前用printf的時(shí)候，其實(shí)就是在往標(biāo)準(zhǔn)輸出流中寫(xiě)入字符串；用scanf的時(shí)候，其實(shí)就是函數(shù)在從標(biāo)準(zhǔn)輸入流中讀取字符串。當(dāng)然，我們寫(xiě)的程序也不可能一直都是正確的，警告和報(bào)錯(cuò)的情況時(shí)有發(fā)生，這個(gè)時(shí)候其實(shí)就是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出中寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

這三個(gè)流，我們就將它們稱(chēng)為：「標(biāo)準(zhǔn)流」

C語(yǔ)言分別為這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流提供了對(duì)應(yīng)的文件指針：stdin，stdout，stderr

比如打開(kāi)文件失敗的時(shí)候，就可以這樣顯示：

...    fputs('打開(kāi)文件失敗！\n', stderr); exit(EXIT_FAILURE);...

這樣就不用printf這種“不專(zhuān)業(yè)”的錯(cuò)誤指示方法了。

錯(cuò)誤處理

每個(gè)流的內(nèi)部都有兩個(gè)指示器。一個(gè)是「文件結(jié)束指示器feof」，當(dāng)遇到文件末尾時(shí)被設(shè)置；另一個(gè)是「錯(cuò)誤指示器ferror」，當(dāng)讀寫(xiě)文件出錯(cuò)時(shí)被設(shè)置。

...if (ferror(fp)){    fputs('出錯(cuò)了！\n', stderr);}...

而使用clearerr可以人為地清除兩個(gè)指示器的狀態(tài)：

錯(cuò)誤指示器只能判斷是否出了錯(cuò)誤，但具體是什么錯(cuò)誤，那就要看errno和perror了。

首先看errno。這個(gè)函數(shù)包含在errno.h這個(gè)頭文件中。它會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤碼。

#include <errno.h>...printf('打開(kāi)文件失?。?d\n', errno);...

舉個(gè)例子：

但是這個(gè)錯(cuò)誤代碼不是所有人都知道它的含義。所以C語(yǔ)言又提供了一個(gè)函數(shù)perror，它可以直接用文字來(lái)提示我們錯(cuò)誤的地方。

#include <stdio.h>...perror('打開(kāi)文件失敗，原因是');...

結(jié)果是這樣的：

中間的冒號(hào)是自動(dòng)加上的。

或許以后在你的開(kāi)發(fā)生涯中，用的最多的不是C語(yǔ)言，但這門(mén)語(yǔ)言對(duì)你帶來(lái)的提升，那是不可忽視的。最后，祝各位學(xué)有所成！

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