【C】文件操作

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打开文件

fopen

我们可以使用fopen()创建一个新的或者打开一个文件, 文件信息会保存在一个FILE类型的指针中, 该函数的原型为:

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FILE *fopen( const char * filename, const char * mode );

filename是文件名, mode是打开模式, 可选值如下:

  • r - 以只读方式打开一个文件, 该文件必须存在
  • w - 以只写方式打开一个文件, 文件不存在会创建新的文件, 文件存在会首先清空原有内容
  • a - 以追加的方式写文件, 文件不存在会创建新的文件, 文件存在从文件尾开始写文件
  • r+ - 以读写方式打开文件, 文件不存在不会创建新的文件
  • w+ - 以读写方式打开文件, 文件不存在会创建新的文件, 文件存在会首先清空原有内容
  • a+ - 以追加方式读写文件, 文件不存在会创建新的文件, 文件存在从文件尾开始写文件

如果是操作二进制文件, 那么需要在mode里加上b, 如下所示:

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"rb", "wb", "ab", "rb+", "r+b", "wb+", "w+b", "ab+", "a+b"

文件成功打开会返回一个’FILE’类型的指针, 如果打开失败, 会返回一个空指针, 并把错误代码存在errno中.

r+ 和 w+的区别

看下面的代码

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#include <stdio.h>
void  test() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w");
    fprintf(fp, "this is a test...\n");
    fprintf(fp, "this is a test...\n");
    fprintf(fp, "this is a test...\n");
    fclose(fp);
}
void test_w() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w+");
    fprintf(fp, "hello");
    fclose(fp);
}
void test_r() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "r+");
    fprintf(fp, "hello");
    fclose(fp);
}
int main() {
    test();
    test_w();
    //test();
    //test_r();
}

首先运行test, 然后运行test_w, test.txt中的结果如下:

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hello

然后运行test和test_r, test.txt中的结果如下:

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hellois a test...
this is a test...
this is a test...

由上面我们可以看到r+在写时并不清空已有的内容, 但是会从文件开头开始写, 写入的内容会覆盖已有内容.

r, w, a, b, + 的解释

mode一般由上面5个字符组成, 有些可能还会使用t, 下面是该它们的含义

  • r - read, 读
  • w - write, 写
  • a - append, 追加
  • t - text, 文本文件, 可省略不写
  • b - binary, 二进制文件
  • + - 读和写

新的修饰符 x

在C2011中, 添加一个新的修饰符x, 和w 一起使用, 如下

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"wx", "wbx", "w+x" or "w+bx"/"wb+x"

当文件存在时, x会强制使文件访问出错, 而不是清空文件内容.

关闭文件

我们可以使用fclose来关闭文件, 函数原型为:

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int fclose( FILE *fp );

如果fclose执行成功, 会返回0, 如果执行出错则会返回EOF(在stdio.h中定义). 当fclose关闭文件时, 会首先将输出流(output) buffer 中的内容写入到文件, 将输入流(input) buffer 中的内容丢弃, 然后关闭文件, 释放其对应的内存.

写文件

在C中有多种方式可以读写文件, 下面将具体介绍它们

fputc

将一个字符写入到fp所指向的输出流中(不只是文件输出流), 写入成功会返回写入的字符, 写入失败会返回EOF, 函数原型为

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int fputc( int c, FILE *fp );

下面是一个示例:

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void test_fputc() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w+");
    char c;
    int num;
    for(c = 'A'; c <= 'Z'; c++) {
       num =  fputc(c, fp);
       printf("num is %d\n", num);
    }
    fclose(fp);
}

test.txt中的内容为

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ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

另外putchar就是以fputc为基础实现的(额, 这个和实现有关, 这里暂且这么认为)

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#define putchar(__c) fputc(__c, stdout)

putc和fputc的功能一样, 都是将一个字符写入到对应的输出流中, 并且两者的原型是相同的:

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extern int fputc(int __c, FILE *__stream);
extern int putc(int __c, FILE *__stream);

但是在实现的时候, putc是以宏定义的方式实现的, 而fputc则是以函数的方式实现的(f表示function)

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#define putc(__c, __stream) fputc(__c, __stream)

关于两者的区别可以参考下面两篇文章
fputc vs putc in C
C语言中fgetc、fputc和getc、putc的区别是什么
大概的意思就是使用putc在一般情况下会快些, 但是可能会出现一些问题, 所以建议使用fputc.

fputs

fputs从指定的地址(str)开始复制, 直到遇到标志结束的null字符\0, 同时\0不会被复制到输出流中. 如果函数执行成功会返回一个非负整数, 否则返回EOF, 该函数的原型为:

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int fputs ( const char * str, FILE * stream );

下面是一个使用示例

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void test_fputs() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w+");
    char *c = "this is a test...\n";
    char c1[6] = {'A', 'B', 'C', '\0', 'E', 'F'};
    int num;
    num = fputs(c, fp);
    printf("num is %d\n", num);
    num = fputs(c1, fp);
    printf("num is %d\n", num);
    fclose(fp); 
}

执行完test_fputs, test.txt中的内容如下所示, 注意c1只写入了ABC

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this is a test...
ABC

和fputs相关的一个函数为puts, 其函数原型为:

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extern int puts(const char *__str);

puts不可指定输出流, 默认会输出到标准输出流(stdout), 除此之外puts在输出完内容之后会在内容后面追加上换行符(newline character).

fprintf

fprintf用来将格式化数据输出到输出流, 和printf用法相同, 下面是函数原型

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int fprintf ( FILE * stream, const char * format, ... );

下面是一个使用示例

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void test_fprintf() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w+");
    int num;
    int i = 100;
    num = fprintf(fp, "this is a test...\n");
    printf("num is %d\n", num);
    num = fprintf(fp, "i is %d and address of i is %p", i, &i);
    printf("num is %d\n", num);
    fclose(fp); 
}

执行test_fprintf后, test.txt中的内容为:

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this is a test...
i is 100 and address of i is 0x7ffd32721f90

关于格式化形式可以参考printf, 或者下面的链接
http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/fprintf/

读文件

fgetc

fgetc一次读取一个字符, 同时将文件指针往后移一个字符, 如果读取成功会返回读取的字符, 出现错误会返回EOF. 当读到文件末尾时, 也会返回EOF, 并且在输出流中设置文件结束标志(end-of-file indicator). 下面是该函数的原型:

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int fgetc ( FILE * stream );

下面是一个使用示例, 其中test.txt中的内容为this is a test...

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void test_fgetc() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "r");
    int i, n = 20;
    char c;
    for(i = 0; i < 20; i++) {
        c = fgetc(fp);
        printf("%c",c);
    }
    printf("\n");
    fclose(fp); 
}

输出结果为:

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this is a test...���

对应的ascii码值为:

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116 104 105 115 32 105 115 32 97 32 116 101 115 116 46 46 46 -1 -1 -1

当读到文件末尾时返回EOF(即-1), 而ascii码中没有-1的对应值, 所以会显示乱码.
和fgetc相关的函数有getchar和getc, 它们的关系和fputc与putchar, putc的关系一样, 下面是getchar和getc的实现

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#define getchar() fgetc(stdin)
#define getc(__stream) fgetc(__stream)

fgets

该函数的原型为:

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char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );

fgets从stream中读取内容到str, 当满足下面任意一个条件时完成读取操作:

  • 读取了num-1个字符
  • 读到了换行符(newline character)
  • 读到了文件结尾(end-of-file)

注意第二条, 换行符也会被读到str中. 读取完成后会在str后面追加上 终止null字符 (即\0), 这也是第一条为什么只读 num-1 个字符的原因. 函数返回值是一个指向str的指针.
下面是一个使用示例,

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void test_fgets() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "r");
    char c[50];
    fgets(c, 5, fp);
    printf("c is '%s'\n", c);
    printf("c length is %ld\n", strlen(c));
    // 重置文件指针到文件开头
    rewind(fp);
    fgets(c, 20, fp); 
    printf("c is '%s'\n", c);
    printf("c length is %ld\n", strlen(c));
    fclose(fp); 
}

其中test.txt中内容为:

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this is a test...
this is a test...
this is a test...

执行结果为:

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c is 'this'
c length is 4
c is 'this is a test...
'
c length is 18

gets从标准输入流(stdin)里读取数据, 以换行符(回车)作为读取完成的标志, 下面是该函数的原型

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char * gets ( char * str );

下面是一个使用示例:

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void test_gets() {
    char string [256];
    printf ("Insert your full address: ");
    gets (string);     // warning: unsafe (see fgets instead)
    printf ("Your address is: %s\n",string);
}

在编译时会有警告

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file.c:102:5: warning: ‘gets’ is deprecated (declared at /usr/include/stdio.h:638) [-Wdeprecated-declarations]
    gets (string);     // warning: unsafe (see fgets instead)

即gets函数已过时deprecated, 不建议使用, 而应使用fgets代替

fscanf

fscanf以格式化的形式读入数据, 函数原型如下:

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int fscanf ( FILE * stream, const char * format, ... );

fscanf以空格和换行符作为读入的结束字符, 同时在fscanf读入时会忽略第一个非空字符前面的空白符(空格,换行,tab), 下面是一个测试示例

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void test_scanf() {
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "r");
    int num[3], i;
    for(i = 0; i < 3; i++) {
        num[i] = 0;
    }
    fscanf(fp, "%d%d", num, num+1);
    for(i = 0; i < 3; i++) {
        printf("num[%d] is %d\n", i, num[i]);
    }
    fclose(fp); 
}

其中test.txt中的内容为:

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10     55dddd

程序执行结果为:

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num[0] is 10
num[1] is 55
num[2] is 0

在test.txt中 10 前面有个空行, 55 前面有多个空格, 并且后面有 dddd等非数字字符, fscanf在读入时会忽略掉前面的空白符, 并且执行到不匹配的地方就不再往后读入.

参考文章

http://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_file_io.htm
http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/
http://www.2cto.com/kf/201207/143344.html