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File metadata and controls

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C 文件处理

原文： https://www.programiz.com/c-programming/c-file-input-output

在本教程中，您将学习 C 语言中的文件处理。您将学习在示例的帮助下使用fprintf()，fscanf()，fread()，fwrite()，fseek()等在 C 中处理标准 I/O。

文件是计算机存储设备中用于存储数据的容器。

为什么需要文件？

  • 当程序终止时，所有数据都会丢失。 即使程序终止，存储在文件中也会保留您的数据。
  • 如果必须输入大量数据，则将花费大量时间来全部输入。 但是，如果您有一个包含所有数据的文件，则可以使用 C 中的一些命令轻松访问该文件的内容。
  • 您可以轻松地将数据从一台计算机移动到另一台计算机，而无需进行任何更改。

文件类型

处理文件时，您应该了解两种类型的文件：

  1. 文本文件
  2. 二进制文件

1.文本文件

文本文件是普通的.txt文件。 您可以使用任何简单的文本编辑器（例如记事本）轻松创建文本文件。

打开这些文件时，您将以纯文本形式看到文件中的所有内容。 您可以轻松地编辑或删除内容。

它们以最少的维护工作，易于读取，提供最少的安全性并占用更大的存储空间。

2.二进制文件

二进制文件主要是计算机中的.bin文件。

它们不是以纯文本格式存储数据，而是以二进制格式（0 和 1）存储数据。

与文本文件相比，它们可以容纳更多数据，不易读取，并提供更好的安全性。

文件操作

在 C 中，您可以对文件执行四个主要操作，即文本或二进制：

  1. 创建一个新文件
  2. 打开现有文件
  3. 关闭文件
  4. 读取信息并将信息写入文件

处理文件

处理文件时，需要声明文件类型的指针。 文件和程序之间的通信需要此声明。

FILE *fptr;

打开文件 - 用于创建和编辑

使用stdio.h头文件中定义的fopen()函数执行打开文件。

在标准 I/O 中打开文件的语法为：

ptr = fopen("fileopen","mode");

例如，

fopen("E:\\cprogram\\newprogram.txt","w");

fopen("E:\\cprogram\\oldprogram.bin","rb");
  • 假设文件newprogram.txt在位置E:\cprogram中不存在。 第一个函数创建一个名为newprogram.txt的新文件，并根据'w'模式打开该文件进行写入。 写入模式允许您创建和编辑（覆盖）文件的内容。
  • 现在，我们假设第二个二进制文件oldprogram.bin存在于位置E:\cprogram中。 第二个函数打开现有文件，以二进制模式'rb'读取。 读取模式仅允许您读取文件，而不能写入文件。

标准 I/O 中的打开模式

模式 模式的含义 文件不存在期间
r 打开以读取。 如果文件不存在，则fopen()返回NULL。
rb 打开以二进制模式读取。 如果文件不存在，则fopen()返回NULL。
w 打开以写入。 如果文件存在，其内容将被覆盖。如果文件不存在，将创建它。
wb 打开以二进制方式写入。 如果文件存在，其内容将被覆盖。如果文件不存在，将创建它。
a 打开进行附加。数据添加到文件末尾。 如果文件不存在，将创建它。
ab 打开以二进制方式附加。数据添加到文件末尾。 如果文件不存在，将创建它。
r+ 打开以读取和写入。 如果文件不存在，则fopen()返回NULL。
rb+ 打开以二进制方式读取和写入。 如果文件不存在，则fopen()返回NULL。
w+ 打开以读取和写入。 如果文件存在，其内容将被覆盖。如果文件不存在，将创建它。
wb+ 打开以二进制方式读取和写入。 如果文件存在，其内容将被覆盖。如果文件不存在，将创建它。
a+ 打开以读取和附加。 如果文件不存在，将创建它。
ab+ 打开以读取和附加二进制模式。 如果文件不存在，将创建它。

关闭文件

读取/写入后，应关闭文件（文本文件和二进制文件）。

使用fclose()函数关闭文件。

fclose(fptr);

在此，fptr是与要关闭的文件相关联的文件指针。

读取和写入文本文件

为了读取和写入文本文件，我们使用函数fprintf()和fscanf().

它们只是printf()和scanf()的文件版本。 唯一的区别是fprint()和fscanf()需要指向结构FILE的指针。

示例 1：写入文本文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
   int num;
   FILE *fptr;

   // use appropriate location if you are using MacOS or Linux
   fptr = fopen("C:\\program.txt","w");

   if(fptr == NULL)
   {
      printf("Error!");   
      exit(1);             
   }

   printf("Enter num: ");
   scanf("%d",&num);

   fprintf(fptr,"%d",num);
   fclose(fptr);

   return 0;
}

该程序从用户那里获取一个号码，并将其存储在文件program.txt中。

编译并运行该程序后，您会看到在计算机的 C 驱动器中创建的文本文件program.txt。 打开文件时，您可以看到输入的整数。

示例 2：读取文本文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
   int num;
   FILE *fptr;

   if ((fptr = fopen("C:\\program.txt","r")) == NULL){
       printf("Error! opening file");

       // Program exits if the file pointer returns NULL.
       exit(1);
   }

   fscanf(fptr,"%d", &num);

   printf("Value of n=%d", num);
   fclose(fptr); 

   return 0;
}

该程序读取program.txt文件中存在的整数并将其打印到屏幕上。

如果您从示例 1 成功创建了文件，运行此程序将为您提供输入的整数。

其他函数，例如fgetchar()，fputc()等也可以类似的方式使用。

读写二进制文件

对于二进制文件，函数fread()和fwrite()分别用于读取和写入磁盘上的文件。

写入二进制文件

要写入二进制文件，需要使用fwrite()函数。 这些函数采用四个参数：

  1. 要写入磁盘的数据地址
  2. 要写入磁盘的数据大小
  3. 此类数据的数量
  4. 指向要写入的文件的指针。
fwrite(addressData, sizeData, numbersData, pointerToFile);

示例 3：使用fwrite()写入二进制文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct threeNum
{
   int n1, n2, n3;
};

int main()
{
   int n;
   struct threeNum num;
   FILE *fptr;

   if ((fptr = fopen("C:\\program.bin","wb")) == NULL){
       printf("Error! opening file");

       // Program exits if the file pointer returns NULL.
       exit(1);
   }

   for(n = 1; n < 5; ++n)
   {
      num.n1 = n;
      num.n2 = 5*n;
      num.n3 = 5*n + 1;
      fwrite(&num, sizeof(struct threeNum), 1, fptr); 
   }
   fclose(fptr); 

   return 0;
}

在此程序中，我们在 C 驱动器中创建一个新文件program.bin。

我们用三个数字 - n1，n2和n3声明结构threeNum，并在主函数中将其定义为num。

现在，在for循环中，我们使用fwrite()将值存储到文件中。

第一个参数采用num的地址，第二个参数采用结构threeNum的大小。

由于我们仅插入一个num的实例，因此第三个参数是1。 并且，最后一个参数*fptr指向我们正在存储数据的文件。

最后，我们关闭文件。

从二进制文件读取

函数fread()也采用 4 个自变量，类似于上面的fwrite()函数。

fread(addressData, sizeData, numbersData, pointerToFile);

示例 4：使用fread()从二进制文件读取

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct threeNum
{
   int n1, n2, n3;
};

int main()
{
   int n;
   struct threeNum num;
   FILE *fptr;

   if ((fptr = fopen("C:\\program.bin","rb")) == NULL){
       printf("Error! opening file");

       // Program exits if the file pointer returns NULL.
       exit(1);
   }

   for(n = 1; n < 5; ++n)
   {
      fread(&num, sizeof(struct threeNum), 1, fptr); 
      printf("n1: %d\tn2: %d\tn3: %d", num.n1, num.n2, num.n3);
   }
   fclose(fptr); 

   return 0;
}

在此程序中，您将读取同一文件program.bin，并逐个循环浏览记录。

简单来说，就是从* fptr指向的文件中读取threeNum大小的threeNum记录到结构num中。

您将获得与在示例 3 中插入的记录相同的记录。

使用fseek()获取数据

如果文件中有很多记录，并且需要访问特定位置的记录，则需要遍历所有记录才能获取该记录。

这将浪费大量的内存和操作时间。 使用fseek()可以更轻松地获取所需数据。

顾名思义，fseek()将光标定位到文件中的给定记录。

fseek()的语法

fseek(FILE * stream, long int offset, int whence);

第一个参数流是指向文件的指针。 第二个参数是要查找的记录的位置，第三个参数指定偏移量开始的位置。

fseek()中的不同whence

whence 含义
SEEK_SET 从文件开头开始偏移。
SEEK_END 从文件末尾开始偏移。
SEEK_CUR 从文件中光标的当前位置开始偏移。

示例 5：fseek()

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct threeNum
{
   int n1, n2, n3;
};

int main()
{
   int n;
   struct threeNum num;
   FILE *fptr;

   if ((fptr = fopen("C:\\program.bin","rb")) == NULL){
       printf("Error! opening file");

       // Program exits if the file pointer returns NULL.
       exit(1);
   }

   // Moves the cursor to the end of the file
   fseek(fptr, -sizeof(struct threeNum), SEEK_END);

   for(n = 1; n < 5; ++n)
   {
      fread(&num, sizeof(struct threeNum), 1, fptr); 
      printf("n1: %d\tn2: %d\tn3: %d\n", num.n1, num.n2, num.n3);
      fseek(fptr, -2*sizeof(struct threeNum), SEEK_CUR);
   }
   fclose(fptr); 

   return 0;
}

该程序将以相反的顺序（从最后到第一）开始从文件program.bin中读取记录并进行打印。