C语言——文件读写操作

C 语言把文件看作是一个字符（字节）的序列，即由一个一个字符（字节）的数据顺序组成。根据数据的组织形式，可分为 ASCⅡ 文件和二进制文件。文件的操作包括：文件的打开、文件的关闭、文件的读写操作、文件状态检查以及文件的定位等。

1 文件的打开

1.1 函数原型

FILE *fopen(char *pname,char *mode)

1.2 功能说明

按照 mode 规定的方式，打开由 pname指定的文件。若找不到由 pname 指定的相应文件，就按以下方式之一处理：

• 此时如 mode 规定按写方式打开文件，就按由pname 指定的名字建立一个新文件；
• 此时如 mode 规定按读方式打开文件，就会产生一个错误；

打开文件的作用：

• 分配给打开文件一个FILE 类型的文件结构体变量，并将有关信息填入文件结构体变量；
  开辟一个缓冲区；
• 调用操作系统提供的打开文件或建立新文件功能，打开或建立指定文件；
• FILE *：指出 fopen 是一个返回文件类型的指针函数；

1.3 参数说明

pname：是一个字符指针，它将指向要打开或建立的文件的文件名字符串。 mode：是一个指向文件处理方式字符串的字符指针。

1.4 返回值

正常返回：被打开文件的文件指针。
异常返回：NULL，表示打开操作不成功。

//定义一个名叫fp文件指针
FILE *fp；
//判断按读方式打开一个名叫test的文件是否失败
if((fp=fopen（"test"，"r"）) == NULL)//打开操作不成功
{
    printf("The file can not be opened.\n")；     
    exit(1);//结束程序的执行
}

要说明的是：C 语言将计算机的输入输出设备都看作是文件。例如，键盘文件、屏幕文件等。ANSI C 标准规定，在执行程序时系统先自动打开键盘、屏幕、错误三个文件。这三个文件的文件指针分别是：标准输入 stdin、标准输出 stdout 和标准出错 stderr。

2 文件的关闭

2.1 函数原型

int fclose(FILE *fp)；

2.2 功能说明

关闭由 fp 指出的文件。此时调用操作系统提供的文件关闭功能，关闭由 fp->fd 指出的文件；释放由 fp 指出的文件类型结构体变量；返回操作结果，即 0 或 EOF。

2.3 参数说明

fp：一个已打开文件的文件指针。

2.4 返回值

正常返回：0。
异常返回：EOF，表示文件在关闭时发生错误。

int n=fclose(fp);

3 文件的读写操作

3.1 从文件中读取一个字符

3.1.1 函数原型

int fgetc(FILE *fp)；

3.1.2 功能说明

从fp所指文件中读取一个字符。

3.1.3 参数说明

fp：这是个文件指针，它指出要从中读取字符的文件。

3.1.4返回值

正常返回： 返回读取字符的代码。
非正常返回：返回 EOF。例如，要从"写打开"文件中读取一个字符时，会发生错误而返回一个 EOF。

显示指定文件的内容:

//程序名为：display.c
//执行时可用：display filename1 形式的命令行运行。显示文件filename1中的内容。例如，执行命令行display display.c将在屏幕上显示display的原代码。

//File display program.
#include <stdio.h>
void main(int argc,char *argv[]) //命令行参数
{
    int ch;//定义文件类型指针
    FILE *fp;//判断命令行是否正确
    if(argc!=2)
    {
        printf("Error format,Usage: display filename1\n");
        return; //键入了错误的命令行，结束程序的执行
    }
    //按读方式打开由argv[1]指出的文件
    if((fp=fopen(argv[1],"r"))==NULL)
    {
        printf("The file <%s> can not be opened.\n",argv[1]);//打开操作不成功
        return;//结束程序的执行
    }
    //成功打开了argv[1]所指文件
    ch=fgetc(fp); //从fp所指文件的当前指针位置读取一个字符
    while(ch!=EOF) //判断刚读取的字符是否是文件结束符
    {
        putchar(ch); //若不是结束符，将它输出到屏幕上显示
        ch=fgetc(fp); //继续从fp所指文件中读取下一个字符
    } //完成将fp所指文件的内容输出到屏幕上显示
    fclose(fp); //关闭fp所指文件
}

3.2 写一个字符到文件中去

3.2.1 函数原型

int fputc(int ch,FILE *fp)

3.2.2 功能说明

把 ch中的字符写入由 fp 指出的文件中去。

3.2.3 参数说明

ch：是一个整型变量，内存要写到文件中的字符（C 语言中整型量和字符量可以通用）。 fp：这是个文件指针，指出要在其中写入字符的文件。

3.2.4 返回值

正常返回： 要写入字符的代码。
非正常返回：返回 EOF。例如，要往"读打开"文件中写一个字符时，会发生错误而返回一个EOF。

将一个文件的内容复制到另一个文件中去:

//程序名为：copyfile.c
//执行时可用：copyfile filename1 filename2形式的命令行运行，将文件filename1中的内容复制到文件filename2中去。
//file copy program.
#include <stdio.h>
void main(int argc,char *argv[]) //命令行参数
{
    int ch;
    FILE *in,*out; //定义in和out两个文件类型指针
    if(argc!=3) //判断命令行是否正确
    {
        printf("Error in format,Usage: copyfile filename1 filename2\n");
        return; //命令行错，结束程序的执行
    }
    //按读方式打开由argv[1]指出的文件
    if((in=fopen(argv[1],"r"))==NULL)
    {
        printf("The file <%s> can not be opened.\n",argv[1]);
        return; //打开失败，结束程序的执行
    }
    //成功打开了argv[1]所指文件，再
    //按写方式打开由argv[2]指出的文件
    if((out=fopen(argv[2],"w"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[2]);
        return; //打开失败，结束程序的执行
    }
    //成功打开了argv[2]所指文件
    ch=fgetc(in); //从in所指文件的当前指针位置读取一个字符
    while(ch!=EOF) //判断刚读取的字符是否是文件结束符
    {
        fputc(ch,out); //若不是结束符，将它写入out所指文件
        ch=fgetc(in); //继续从in所指文件中读取下一个字符
    } //完成将in所指文件的内容写入（复制）到out所指文件中
    fclose(in); //关闭in所指文件
    fclose(out); //关闭out所指文件
}

按十进制和字符显示文件代码，若遇不可示字符就用井号"#"字符代替之。

//程序名为：dumpf.c
//执行时可用：dumpf filename1 形式的命令行运行。
// File dump program.
#include <stdio.h>
void main(int argc,char *argv[])
{
    char str[9];
    int ch,count,i;
    FILE *fp;
    if(argc!=2)
    {
        printf("Error format,Usage: dumpf filename\n");
        return;
    }
    if((fp=fopen(argv[1],"r"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[1]);
        return;
    }
    count=0;
    do{
        i=0;
        //按八进制输出第一列，作为一行八个字节的首地址
        printf("%06o: ",count*8);
        do{
            // 从打开的文件中读取一个字符
            ch=fgetc(fp);
            // 按十进制方式输出这个字符的ASCII码
            printf("%4d",ch);
            // 如果是不可示字符就用"#"字符代替
            if(ch<' '||ch>'~') str[i]='#';
            // 如果是可示字符，就将它存入数组str以便形成字符串
            else str[i]=ch;
            // 保证每一行输出八个字符
            if(++i==8) break;
        }while(ch!=EOF); // 遇到文件尾标志，结束读文件操作
        str[i]='\0'; // 在数组str加字符串结束标志
        for(;i<8;i++) printf(" "); // 一行不足八个字符用空格填充
        printf(" %s\n",str); // 输出字符串
        count++; // 准备输出下一行
    }while(ch!=EOF); // 直到文件结束
    fclose(fp); // 关闭fp所指文件
}

3.3 从文件中读取一个字符串

3.3.1 函数原型

char *fgets(char *str,int n,FILE *fp)

3.3.2 功能说明

从由 fp 指出的文件中读取 n-1 个字符，并把它们存放到由 str 指出的字符数组中去，最后加上一个字符串结束符 ‘\0’。

3.3.3 参数说明

str：接收字符串的内存地址，可以是数组名，也可以是指针。
n： 指出要读取字符的个数。
fp：这是个文件指针，指出要从中读取字符的文件。

3.3.4 返回值

正常返回：返回字符串的内存首地址，即 str 的值。
非正常返回：返回一个 NULL 值，此时应当用 feof() 或 ferror() 函数来判别是读取到了文件尾，还是发生了错误。例如，要从"写打开"文件中读取字符串，将发生错误而返回一个 NULL 值。

3.4 写一个字符串到文件中去

3.4.1函数原型

int fputs(char *str,FILE *fp)

3.4.2 功能说明

把由 str 指出的字符串写入到 fp 所指的文件中去。

3.4.3 参数说明

str：指出要写到文件中去的字符串。 fp：这是个文件指针，指出字符串要写入其中的文件。

3.4.4 返回值

正常返回： 写入文件的字符个数，即字符串的长度。
非正常返回：返回一个 NULL 值，此时应当用 feof() 或 ferror( )函数来判别是读取到了文件尾，还是发生了错误。例如，要往一个"读打开" 文件中写字符串时，会发生错误而返回一个NULL值。

将一个文件的内容附加到另一个文件中去。

//程序名：linkfile.c
//执行时可用：linkfile filename1 filename2形式的命令行运行，将文件filename2的内容附加在文件filename1之后。
// file linked program.
#include <stdio.h>
#define SIZE 512
void main(int argc,char *argv[])
{
    char buffer[SIZE];
    FILE *fp1,*fp2;
    if(argc!=3)
    {
        printf("Usage: linkfile filename1 filename2\n");
        return;
    }
    // 按追加方式打开argv[1] 所指文件
    if((fp1=fopen(argv[1],"a"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[1]);
        return;
    }
    if((fp2=fopen(argv[2],"r"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[2]);
        return;
    }
    // 读入一行立即写出，直到文件结束
    while(fgets(buffer,SIZE,fp1)!=NULL)
        printf("%s\n",buffer);
    while(fgets(buffer,SIZE,fp2)!=NULL)
        fputs(buffer,fp1);
    fclose(fp1);
    fclose(fp2);
    if((fp1=fopen(argv[1],"r"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[1]);
        return;
    }
    while(fgets(buffer,SIZE,fp1)!=NULL)
        printf("%s\n",buffer);
    fclose(fp1);
}

3.5 往文件中写格式化数据

3.5.1 函数原型

int fprintf(FILE *fp,char *format,arg_list)

3.5.2 功能说明

将变量表列（arg_list）中的数据，按照 format 指出的格式，写入由 fp 指定的文件。fprintf() 函数与 printf() 函数的功能相同，只是 printf() 函数是将数据写入屏幕文件（stdout）。

3.5.3 参数说明

fp：这是个文件指针，指出要将数据写入的文件。
format：这是个指向字符串的字符指针，字符串中含有要写出数据的格式，所以该字符串成为格式串。格式串描述的规则与 printf() 函数中的格式串相同。
arg_list：是要写入文件的变量表列，各变量之间用逗号分隔。

//存储文件名：save.txt
//程序代码如下：
// file display program.
#include <stdio.h>
void main()
{
    char name[10];
    int nAge,nClass;
    long number;
    FILE *fp;
    if((fp=fopen("student.txt","w"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n","student.txt");
        return;
    }
    fscanf(stdin,"%s %d %d %ld",name,&nClass,&nAge,&number);
    fprintf(fp,"%s %5d %4d %8ld",name,nClass,nAge,number);
    fclose(fp);
    if((fp=fopen("student.txt","r"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n","student.txt");
        return;
    }
    fscanf(fp,"%s %d %d %ld",name,&nClass,&nAge,&number);
    printf("name nClass nAge number\n");
    fprintf(stdout,"%-10s%-8d%-6d%-8ld\n",name,nClass,nAge,number);
    fclose(fp);
}

3.6 以二进制形式读取文件中的数据

3.6.1 函数原型

int fread(void *buffer,unsigned sife,unsigned count,FILE *fp)

3.6.2 功能说明

从由 fp 指定的文件中，按二进制形式将 sife*count 个数据读到由 buffer 指出的数据区中。

3.6.3 参数说明

buffer：这是一个 void 型指针，指出要将读入数据存放在其中的存储区首地址。 sife：指出一个数据块的字节数，即一个数据块的大小尺寸。
count：指出一次读入多少个数据块（sife）。
fp：这是个文件指针，指出要从其中读出数据的文件。

3.6.4 返回值

正常返回：实际读取数据块的个数，即 count。
异常返回：如果文件中剩下的数据块个数少于参数中 count 指出的个数，或者发生了错误，返回 0 值。此时可以用feof() 和 ferror() 来判定到底出现了什么情况。

3.7 以二进制形式写数据到文件中去

3.7.1 函数原型

int fwrite(void *buffer,unsigned sife,unsigned count,FILE *fp)

3.7.2 功能说明

按二进制形式，将由 buffer 指定的数据缓冲区内的 sife*count 个数据写入由 fp 指定的文件中去。

3.7.3 参数说明

buffer：这是一个 void型指针，指出要将其中数据输出到文件的缓冲区首地址。
sife：指出一个数据块的字节数，即一个数据块的大小尺寸。
count：一次输出多少个数据块（sife）。
fp：这是个文件指针，指出要从其中读出数据的文件。

3.7.4 返回值

正常返回：实际输出数据块的个数，即 count。
异常返回：返回0值，表示输出结束或发生了错误。

#include <stdio.h>
#define SIZE 4
struct worker
{ int number;
    char name[20];
    int age;
};
void main()
{
    struct worker wk;
    int n;
    FILE *in,*out;
    if((in=fopen("file1.txt","rb"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n","file1.txt");
        return;
    }
    if((out=fopen("file2.txt","wb"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n","file2.txt");
        return;
    }
    while(fread(&wk,sizeof(struct worker),1,in)==1)
        fwrite(&wk,sizeof(struct worker),1,out);
    fclose(in);
    fclose(out);
}

3.8 以二进制形式读取一个整数

3.8.1 函数原型

int getw(FILE *fp)

3.8.2 功能说明

从由 fp 指定的文件中，以二进制形式读取一个整数。

3.8.3 参数说明

fp：是文件指针。

3.8.4 返回值

正常返回：所读取整数的值。
异常返回：返回 EOF，即 -1。由于读取的整数值有可能是 -1，所以必须用 feof() 或 ferror() 来判断是到了文件结束，还是出现了一个出错。

#include <stdio.h>
void main(int argc,char *argv[])
{
    int i,sum=0;
    FILE *fp;
    if(argc!=2)
    {
        printf("Command error,Usage: readfile filename\n");
        exit(1);
    }
    if(!(fp=fopen(argv[1],"rb")))
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[1]);
        exit(1);
    }
    for(i=1;i<=10;i++) sum+=getw(fp);
    printf("The sum is %d\n",sum);
    fclose(fp);
}

3.9 以二进制形式存贮一个整数

3.9.1 函数原型

int putw(int n,FILE *fp)

3.9.2 功能说明

以二进制形式把由变量 n 指出的整数值存放到由 fp 指定的文件中。

3.9.3 参数说明

n：要存入文件的整数。
fp：是文件指针。

3.9.4 返回值

正常返回：所输出的整数值。
异常返回：返回 EOF，即 -1。由于输出的整数值有可能是 -1，所以必须用 feof() 或 ferror() 来判断是到了文件结束，还是出现了一个出错。

#include <stdio.h>
void main(int argc,char *argv[])
{
    int i;
    FILE *fp;
    if(argc!=2)
    {
        printf("Command error,Usage: writefile filename\n");
        return;
    }

    if(!(fp=fopen(argv[1],"wb")))
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[1]);
        return;
    }
    for(i=1;i<=10;i++) printf("%d\n", putw(i,fp));
    fclose(fp);
}

4 文件状态检查

4.1 文件结束

4.1.1 函数原型

int feof(FILE *fp)

4.1.2 功能说明

该函数用来判断文件是否结束。

4.1.3 参数说明

fp：文件指针。

4.1.4 返回值

0：假值，表示文件未结束。
1：真值，表示文件结束。

#include <stdio.h>
void main(int argc,char *argv[])
{
    FILE *in,*out;
    char ch;
    if(argc!=3)
    {
        printf("Usage: copyfile filename1 filename2\n");
        return;
    }
    if((in=fopen(argv[1],"rb"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[1]);
        return;
    }
    if((out=fopen(argv[2],"wb"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[2]);
        return;
    }
    while(!feof(in))
    {
        ch=fgetc(in);
        if(ferror(in))
        {
            printf("read error!\n");
            clearerr(in);
        }
        else
        {
            fputc(ch,out);
            if(ferror(out))
            {
                printf("write error!\n");
                clearerr(out);
            }
        }
    }
    fclose(in);
    fclose(out);
}

4.2 文件读/写出错

4.2.1 函数原型

int ferror(FILE *fp)

4.2.2 功能说明

检查由 fp 指定的文件在读写时是否出错。

4.2.3 参数说明

fp：文件指针。

4.2.4 返回值

0：假值，表示无错误。
1：真值，表示出错。

4.3 清除文件错误标志

4.3.1 函数原型

void clearerr(FILE *fp)

4.3.2 功能说明

清除由 fp 指定文件的错误标志。

4.3.3 参数说明

fp：文件指针。

4.3.4 返回值

无。

#include <stdio.h>
void main(int argc,char *argv[])
{
    FILE *in,*out;
    char ch;
    if(argc!=3)
    {
        printf("Usage: copyfile filename1 filename2\n");
        return;
    }
    if((in=fopen(argv[1],"rb"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[1]);
        return;
    }
    if((out=fopen(argv[2],"wb"))==NULL)
    {
        printf("The file %s can not be opened.\n",argv[2]);
        return;
    }
    while(!feof(in))
    {
        ch=fgetc(in);
        if(ferror(in))
        {
            printf("read error!\n");
            clearerr(in);
        }
        else
        {
            fputc(ch,out);
            if(ferror(out))
            {
                printf("write error!\n");
                clearerr(out);
            }
        }
    }
    fclose(in);
    fclose(out);
}

4.4 了解文件指针的当前位置

4.4.1 函数原型

long ftell(FILE *fp)

4.4.2 功能说明

取得由 fp 指定文件的当前读/写位置，该位置值用相对于文件开头的位移量来表示。

4.4.3参数说明

fp：文件指针。

4.4.4 返回值

正常返回：位移量（这是个长整数）。
异常返回：-1，表示出错。

5 文件定位

5.1 反绕

5.1.1 函数原型

void rewind(FILE *fp)

5.1.2 功能说明

使由文件指针 fp 指定的文件的位置指针重新指向文件的开头位置。

5.1.3 参数说明

fp：文件指针。

5.1.4返回值

无。

#include <stdio.h>
void main()
{
    FILE *in,*out;
    in=fopen("filename1","r");
    out=fopen("filename2","w");
    while(!feof(in)) fputc(fgetc(in),out);
    rewind(out);
    while(!feof(in)) putchar(fgetc(in));
    fclose(in);
    fclose(out);
}

5.2 随机定位

5.2.1 函数原型

int fseek(FILE *fp,long offset,int base)

5.2.2 功能说明

使文件指针 fp 移到基于 base 的相对位置 offset 处。

5.2.3 参数说明

fp：文件指针。
offset：相对 base 的字节位移量。这是个长整数，用以支持大于 64KB 的文件。
base：文件位置指针移动的基准位置，是计算文件位置指针位移的基点。ANSI C 定义了 base 的可能取值，以及这些取值的符号常量。

5.2.4 返回值

正常返回：当前指针位置。
异常返回：-1，表示定位操作出错。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct std_type
{
    int num;
    char name[20];
    int age;
    char class;
}stud;
int cstufile()
{
    int i;
    FILE *fp;
    if((fp=fopen("stufile","wb"))==NULL)
    {
        printf("The file can't be opened for write.\n");
        return 0;
    }
    for(i=1;i<=100;i++)
    {
        stud.num=i;
        strcpy(stud.name,"aaaa");
        stud.age=17;
        stud.class='8';
        fwrite(&stud,sizeof(struct std_type),1,fp);
    }
    fclose(fp);
    return 1;
}
void main()
{
    int n;
    FILE *fp;
    if(cstufile()==0) return;
    if((fp=fopen("stufile","rb"))==NULL)
    {
        printf("The file can not be opened.\n");
        return;
    }
    for(n=0;n<100;n+=2)
    {
        fseek(fp,n*sizeof(struct std_type),SEEK_SET);
        fread(&stud,sizeof(struct std_type),1,fp);
        printf("%10d%20s%10d%4c\n",stud.num,stud.name,stud.age,stud.class);
    }
    fclose(fp);
}

5.3 关于exit()函数

5.3.1 函数原型

void exit(int status)

5.3.2 功能说明

exit() 函数使程序立即终止执行，同时将缓冲区中剩余的数据输出并关闭所有已经打开的文件。

5.3.3 参数说明

status：为 0 值表示程序正常终止，为非 0 值表示一个定义错误。

5.3.4 返回值

无。

5.4 关于feof()函数

5.4.1 函数原型

int feof(FILE *fp)

5.4.2 功能说明

在文本文件（ASCII 文件）中可以用值为 -1 的符号常量 EOF 来作为文件的结束符。但是在二进制文件中 -1 往往可能是一个有意义的数据，因此不能用它 来作为文件的结束标志。为了能有效判别文件是否结束，ANSI C 提供了标准函数 feof()，用来识别文件是否结束。

5.4.3 参数说明

fp：文件指针。

5.4.4 返回值

返回为非 0 值：已到文件尾。
返回为 0 值：表示还未到文件尾。