C语言小碎片四

C语言的文件处理相关

 

对于现代的编程语言来说，能够对文件数据进行处理是非常有必要的。那么我们有必要了解，到底什么是文件。文件（file）通常的解释是存储在数据存储器中的一段命名的格式化的数据。再进一步，C语言视文件为连续的字节序列，可以字节读取的数据集合（这和C起源于UNIX环境有关，不同的操作系统，存在文件系统的差异，包括文件模型的区别，C语言在此基础上使用的是标准高级I/O【standardhigh-level I/O】,是基于不同操作系统本身的低级I/O【low-level I/O】转换而来的通用的I/O接口）。

C语言的标准中存在着文本视图（text view）和二进制视图（binary view）两种文件视图，对应的是文本编码存储文件和二进制编码存储文件。文本文件以字符编码的方式保存文件数据（适合保存文本数据），二进制文件将内存中数据以二进制原编码的方式保存文件（优点在于可随机存取，存取速度快，节省存储空间）。

C程序中三个默认打开的与文件处理相关的文件分别是：标准输入（standard input）、标准输出（standard output）、标准错误输出（standard erroroutput）。标准输入（standard input）关联系统的输入设备，通常为键盘；标准输出（standard output）、标准错误输出（standard erroroutput）关联输出设备，通常为显示器。但也可以对其进行重定向。

C语言中文件存的取方式包括顺序存取和随机存取。顺序存取方式指的是在读取数据的时候单笔单笔的读取，存数据的时候数据被单笔单笔的附加在文件末尾。随机存取是以二进制文件为主的，以结构为单位来进行数据的存取。

在C语言陈序中数据的交互是以数据流的形式进行的。这具体的体现在于我们要进行文件数据操作的时候都必须先“打开文件”，实际上，在这里的操作就是打开数据流。

C语言中的fopen()函数。该函数的原型是：_CRTIMP FILE* __cdecl fopen(const char *, const char *);该函数接受两个参量文件名以及模式字符串，返回一个文件指针（file pointer），打开失败返回NULL值。未指定路径情况下默认当前工作目录。还有一点需要知道的是使用fopen()函数打开的文件会先将文件复制到缓冲区。文件指针（file pointer）指向一个FILE结构体，该结构体定义在头文件 stdio.h 中，该结构体中包括了文件I/O使用的缓冲区信息和其他信息（感兴趣的可以查看该结构体定义，以便了解其具体包含的信息）。因为缓冲区的存在还需注意在使用fclose()函数关闭文件之前，所有的更改都是相对缓冲区的，只有在使用fclose()函数关闭文件时，缓冲区中的数据才会写入磁盘。之所以使用缓冲区是有原因的，一方面是为了获得统一的数据处理方式，避免直接使用低级I/O直接对磁盘操作，从而获得跨平台能力，另一方面就是获取跟快的速度了，因为缓冲区存在于内存而非磁盘。

C语言的文本文件操作。相关的操作包括打开、关闭、读取、写入、设置缓冲区。相关的I/O操作函数包括文件开闭函数：fopen()、 fclose(),字符存取函数fgetc()、fputc(),字符串存取函数fgets()、fputs(),  格式化存取函数fprintf()、fscanf()等。函数中可以使用的模式字符串包括"r"、"w"、"a"、"r+"、"w+"、"a+"。"r"：只能从文件中读数据，该文件必须先存在，否则打开失败。"w"：只能向文件写数据，若指定的文件不存在则创建它，如果存在则先将文件长度截为0。"a"：向文件增加新数据(不删除原有数据)，若文件不存在则会创建文件，打开时位置指针移到文件末尾。"r+"：可读/写数据，该文件必须先存在，否则打开失败。"w+"：可读/写数据，可用该模式打开、新建文件，文件存在是会将文件长度截为0。"a+"：可读/写数据，原来的文件不被删去，位置指针移到文件末尾，向文件尾部追加内容，如果文件不存在则会创建文件。

fclose()函数, 用于关闭一个流。该函数可以把缓冲区内最后剩余的数据输出到内核缓冲区，并释放文件指针和有关的缓冲区，如果流成功关闭，fclose 返回 0，否则返回EOF(-1)。函数原型为：_CRTIMP int __cdecl fclose(FILE *);

fgetc ()函数, 从文件中读取一个字符，读取一个字节后，光标位置后移一个字节。会返回所读取的一个字节。如果读到文件末尾或者读取出错时返回EOF。函数原型为：_CRTIMP int __cdecl fgetc(FILE *);

fputc()函数，该函数返回写入文件的字符的ASCII码值，出错时，返回EOF（-1）。当正确写入一个字符或一个字节的数据后，文件内部写指针会自动后移一个字节的位置。函数原型为：_CRTIMP int __cdecl fputc(int, FILE *);

fgets()函数，从指定文件读入一个字符串，如：fgets(str, n,fp);参数n为要求得到的字符个数，但只从fp指向的文件输入n-1个字符，然后在最后加一个'\0'字符，因此得到的字符串共有n个字符，把它们放在字符数组str中。如果在读完n-1个字符之前遇到换行符或EOF，读入结束。函数原型为：_CRTIMP char * __cdecl fgets(char *, int,FILE *);

fputs()函数，该函数用于向指定文件输出一个字符串，如：fputs(str,fp); 把str输出到fp指向的文件。fputs函数的第一个参数可以是字符串常量、字符数组名或字符型指针。若输出成功，则返回0，否则返回EOF。函数原型为：_CRTIMP int __cdecl fputs(constchar *, FILE *);

fscanf()函数，该函数 从一个流中执行格式化输入，fscanf()遇到空格和换行时结束，注意空格时也结束。这与fgets()有区别，fgets()遇到空格不结束。返回值为整型，数值等于[...]的个数。函数原型为：_CRTIMP int __cdecl fscanf(FILE *, const char *, ...);

fprintf()函数，该函数用于 格式化输出到一个流/文件中，fprintf()的返回值是输出的字符数,发生错误时返回一个负值。函数原型为：_CRTIMP int __cdecl fprintf(FILE *, constchar *, ...);

C语言的二进制文件操作。相关的I/O操作函数包括： fread()、 fwrite()、fseek()、ftell()、fgetpos()、fsetpos()等。函数中可以使用的模式字符串包括"rb"、"wb"、"ab"、"ab+"、"wb+"（这里加b适应的是区分二进制文件和文本文件的系统环境）等。

fread()函数，该函数用于从文件读取数据，例如：string fread (int handle, int length );从文件指针 handle 读取最多 length 个字节。 该函数在读取完length 个字节数，或到达EOF 的时候，或（对于网络流）当一个包可用时就会停止读取文件，具体看先遇到哪种情况。函数原型_CRTIMPsize_t __cdecl fread(void *, size_t, size_t, FILE *);

fwrite ()函数，该函数用于向文件写入数据，并且会返回实际写入的数据块数目。例如：pFile =fopen ("mytest.bin" , "wb" );fwrite (buffer , sizeof(buffer), 1 ,pFile );函数原型：_CRTIMP size_t __cdecl fwrite(const void *,size_t, size_t, FILE *);

fseek()函数，该函数用于设置文件指针的位置。如果该函数成功执行，fp将指向以origin为基准，偏移offset(指针偏移量)个字节的位置，函数返回0。如果执行失败(比如offset超过文件自身大小)，则不改变fp指向的位置，函数返回一个非0值。函数原型: _CRTIMP int __cdecl fseek(FILE*fp,long offset,int origin);

ftell()函数,该函数用于得到文件位置指针当前位置相对于文件首的偏移字节数。函数原型: _CRTIMP long __cdecl ftell(FILE* fp);

fgetpos()函数和fsetpos()函数。这两个函数函是fseek()和ftell的改进版本，使得可操作的文件的大小变得更大。数原型: _CRTIMP int __cdecl fgetpos(FILE* restrict stream，fpos_t * restrict pos);_CRTIMP int __cdecl fsetpos(FILE*fp, const fpos_t *pos);

C语言对文件结尾的处理。从文件中读取数据需要在文件结尾时结束操作。C语言中规定了一个文件结尾标记EOF，EOF是一个特殊值。但是C语言中只有在读取超出文件结尾以后才会发现文件的结尾。为了避免读取空文件的问题，C语言中好的方式是用前检测，就是说要是用数据就应该先读取文件一次。

C语言中其他的一些I/O函数。

ungetc()函数，该函数可以把一个(或多个)字符退回到输入流中。成功则返回相应的字符，否则返回EOF。函数原型：_CRTIMP int __cdecl ungetc(intc，FILE *stream)；

fflush()函数，该函数用于刷新文件缓冲区，当文件以写方式打开时，会将缓冲区内容写入文件。函数原型： _CRTIMP int __cdecl fflush(FILE*fp); 

setvbuf()函数，该函数用于关联缓冲区与数据流。形参列表中参数：stream:指向流的指针 ；buf:期望缓冲区的地址；type:期望缓冲区的类型。函数原型：_CRTIMP int __cdeclsetvbuf ( FILE * stream, char * buffer, int mode, size_t size );

feof()函数，该函数用于检测文件结尾。如果最近一次调用检测到文件结尾，则该函数会返回一个非0的指，否则返回0。函数原型：_CRTIMP int __cdecl feof(FILE *);

ferror()函数，该函数用于检测调用各种I/O函数是否出现错误。如果发生错误，该函数返回一个非0值，否则返回0.函数原型： _CRTIMP int __cdecl ferror(FILE*stream);