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C语言进阶——文件操作（下）

文件 语言
2023-03-14 23:00:32 时间

🌲随机读写

 随机读写函数，需要配合上面的输入输出函数使用，所谓的随机读写，是指通过改变文件指针的偏移量，来写入或读取数据。介绍三个和随机读取有关的函数：fseek 改变文件指针偏移量、ftell 查看当前文件指针的偏移量、rewind 使文件指针复原至起始位置。


🌱fseek

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//fseek,文件指针偏移量
int main()
{
    FILE* fp = fopen("test.txt", "w");
    if (NULL == fp)
    {
        perror("fopen::test.txt");
        return 1;
    }
    char* pc = "abc";
    fseek(fp, 20, SEEK_SET);//从起点往后偏移
    fputs(pc, fp);
 
    fclose(fp);
    fp = NULL;
    return 0;
}

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🌱ftell

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//ftell,返回当前文件指针偏移信息
int main()
{
    FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
    if (NULL == fp)
    {
        perror(fp);
        return 1;
    }
    printf("当前文件指针偏移量为:%d
", ftell(fp));
    fseek(fp, 20, SEEK_SET);//向后偏移20
    printf("经过fseek设置后的文件指针偏移量为:%d
", ftell(fp));
    fclose(fp);
    fp = NULL;
    return 0;
}

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🌱rewind

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//rewind,使文件指针恢复至原位置
int main()
{
    FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
    if (NULL == fp)
    {
        perror("fopen::test.txt");
        return 1;
    }
    fseek(fp, 20, SEEK_SET);//先让文件指针向后偏移20
    printf("当前文件指针偏移量为:%d
", ftell(fp));
    rewind(fp);//使文件指针恢复至起始位置
    printf("经过恢复后的文件指针偏移量为:%d
", ftell(fp));
    return 0;
}

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🌱fseek、ftell、rewind 三合一

//fseek、ftell、rewind三合一
//假设文件中存储数据为abcdef
int main()
{
    FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
    if (NULL == fp)
    {
        perror("fopen::test.txt");
        return 1;
    }
    printf("现在文件中内容为abcdef，我们要依次取出e、b、d
");
    fseek(fp, -2, SEEK_END);//从后往前偏移
    printf("先取出字符%c
", fgetc(fp));
    rewind(fp);//还原至起始位置
    fseek(fp, 1, SEEK_SET);//从前往后偏移
    printf("再取出字符%c
", fgetc(fp));
    fseek(fp, 1, SEEK_CUR);//从当前位置向后偏移
    printf("最后再取出字符%c
", fgetc(fp));
 
    fclose(fp);
    fp = NULL;
    return 0;
}

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注意：


每进行一次文件输入输出操作，文件指针都会向后移动一位。比如上面的三合一， 当我们读取到字符 'b' 后，文件指针向后移动一位，指向字符 'c' ，此时只需要把文件指针向后偏移一位，就能愉快的读取到字符 'd' 了。

🌲文本文件与二进制文件

🌱文本文件

 文本文件指以ASCII码(文本方式)存储的数据，原始数据机器能直接看懂，将内存中的数据对应ASCII码解码存储后，我们人类也能看懂，举个栗子，在记事本中写的文本，就是文本文件

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🌱二进制文件

 二进制文件是将数据编译后转成二进制形式，然后直接存储的文件，这种文件机器能秒懂，读取效率很高(因为不需要转译)，但二进制一般人是看不懂的，部分二进制数据也无法通过ASCII码解码为正确的数据，因此强行输出二进制文件，极有可能会得到乱码。比如将上面的那段话通过二进制形式写入文件中，可以看到除字符类型数外，其他类型的数据变成了乱码。

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 下图为上面的二进制文件在内存中以二进制形式存储的样子，显示为十六进制(节省空间)，实际为二进制。

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🌱注意

如果待读取的文件中存储的是二进制数据，就需要使用 二进制读取 "rb" 的形式读取数据；反之如果想写入二进制数据，就需要用 二进制写入 "wb" ，无论是二进制还是普通文本，计算机都能读懂，只是我们看不得罢了。小技巧：可以使用二进制存储重要数据，这样外行人一时半会也理解不了。

🌲文件使用注意事项

🌱被错误使用的feof

 很多人在写C语言课设的时候(学生信息管理系统、通讯录系统等)，会通过 feof 来判断文件是否读取结束，这是一种错误的用法，因为 feof 的作用是判断当前文件读取结束原因的，如果是因为读取到了末尾而结束，feof(fp) 就为真；除了这个以外，还有另一个文件读取结算原因判断函数，ferror ，当 ferror(fp) 为真时，说明此时发生了读取异常，并非正常结束，我们可以通过这两个报错函数来判断文件读取结束的真正原因。

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    char arr[100] = "0";
    fgets(arr, sizeof(arr), fp);
    printf("%s
", arr);
    int n = 0;
    if ((n = feof(fp)))
        printf("End by EOF
");
    if (ferror(fp))
        printf("End by IO Error
");

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🌱文件读取结束原因判断

 既然 feof 不是用来判断读取是否结束的，那说明存在其他判断方法，其实答案就是函数设计中，前辈在设计函数时已经考虑好了，比如 fgetc 没有读取到数据会返回EOF，fgets 没有读取到数据会返回NULL，fscanf 可以通过其返回的实际读取元素个数进行判断，fread 可以通过返回值与指定读取的元素数比较。每种读取函数都有属于的自己的判断方法，比如下面这两个例子：


🪴对文本数据进行读取


//读取错误信息判断
//1.文本文件版，假设文件内已有信息，为abcdef
int main()
{
    FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
    if (NULL == fp)
    {
        perror("fopen::test.txt");
        return 1;
    }
 
    int ch = 0;//接收读取的数据，要用整型，因为EOF为-1
    while ((ch = fgetc(fp)) != EOF)
    {
        printf("%c", ch);
    }
    //判断是为何结束
    if (feof(fp))
        printf("
End by EOF(因读到文件末尾而结束)
");
    else if (ferror(fp))
        printf("
End by IO(因中途读取失败而结束)
");
 
    fclose(fp);
    fp = NULL;
    return 0;
}

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🪴对二进制文件进行读取

//2.二进制文件版
enum { SIZE = 5 };//相当于宏定义
int main()
{
    double a[SIZE] = { 1.1,2.2,3.3,4.4,5.5 };
    //首先把五个浮点数以二进制的形式，写入文件中
    FILE* fp = fopen("testFoBin.txt", "wb");
    if (NULL == fp)
    {
        perror(fp);
        return 1;
    }
    fwrite(&a, sizeof(*a), SIZE, fp);
    fclose(fp);//写入完成，关闭文件
 
    double b[SIZE] = { 0.0 };
    //现在以二进制的形式读取数据
    fp = fopen("testFoBin.txt", "rb");
    int size = fread(&b, sizeof(*b), SIZE, fp);
    if (size == SIZE)
    {
        printf("No Error!
");
        int i = 0;
        while (i < size)
            printf("%.2lf ", b[i++]);
    }
    else
    {
        if (feof(fp))
            printf("
Error by EOF
");
        else if(ferror(fp))
            printf("
Error by IO
");
    }
    fclose(fp);
    fp = NULL;
    return 0;
}

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🌱文件缓冲区

 ANSIC 标准定义了“缓冲文件系统”这个概念，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”。无论是读取还是写入数据时，都会先将数据送入文件缓冲区，等文件缓冲区装满或遇到刷新指令后，数据才会被读取(写入)到目标空间中。文件缓冲区的大小是由编译器决定的。


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🪴验证文件缓冲区是否存在


我们可以利用睡眠函数 Sleep 来使程序暂停，此时数据还没有被写入文件中，仍然位于缓冲区；之后再手动刷新缓冲区，数据此时会被推送至文件中。

//文件缓冲区
#include<windows.h>
int main()
{
    //打开文件
    FILE* fp = fopen("test.txt", "w");
    if (NULL == fp)
    {
        perror(fp);
        return 1;
    }
    char* ps = "测试文件缓冲区";
    fputs(ps, fp);//先将数据写到缓冲区中
    printf("数据现在已经在缓冲区里面了，但还没有推送到文件中
");
    printf("程序睡眠10秒，10秒后刷新缓冲区
");
    Sleep(10000);//睡眠函数，单位是毫秒
    fflush(fp);
    printf("现在缓冲区已经刷新，数据已经写入文件中了
");
    Sleep(10000);
 
    //关闭文件，当文件关闭时，缓冲区也会被刷新
    fclose(fp);
    fp = NULL;
    return 0;
}


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 可以看到文件缓冲区是真实存在的。


注意：


fclose 关闭文件后，会自动刷新缓冲区，数据能够推送至文件

当程序运行结束后，缓冲区也会被自动刷新

scanf 遇到 也会触发缓冲区刷新，另外如果其在读取字符型数据时，遇到空白字符(空格、TAB键)也会触发缓冲区的刷新

🌳总结

 以上就是C语言文件操作的所有内容了，从文件的打开到文件的关闭，中间可以进行多种操作，构造出巧妙的数据。当然前提是我们得学会文件的相关操作，可以巧记为单字符读写、行读写、格式化读写和二进制读写，无论是那种操作，都需要和对应的文件操作指令匹配上；关于随机读写，记住那三个偏移量函数就行了；最后需要对文件缓冲区有一定的理解，确保数据能成功推送至文件内。总之，文件操作的学习可以宣布毕业了。

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