C语言文件操作

发表于 2022-12-08 分类于 C/C++ 本文字数： 9.3k

C语言读取本地文件、写出文件到本地

打开文件

使用fopen函数打开文件，第一个参数是文件的路径，第二个参数是文件的打开模式，如只读、写入、追加；如果文件打开成功，将返回一个文件指针，否则返回NULL

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

如下代码以只写模式打开了E:\temp\文件夹下的test.txt文件

1
2
3

String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
// 以读取模式打开
FILE* file = fopen(filePath, "w");

文件的打开模式有以下

文件使用方式	含义	如果指定文件不存在
“r”（只读）	打开一个已有的文本文件，只允许读取	出错
“w”（只写）	打开一个文本文件（清空原有数据），只允许写入	建立一个新的文件
“a”（追加）	打开一个文本文件，用于追加写入	建立一个新的文件
“rb”（只读）	打开一个已有的二进制文件，只允许读取	出错
“wb”（只写）	打开一个二进制文件（清空原有数据），只允许写入	建立一个新的文件
“ab”（追加）	打开一个二进制文件，用于追加写入	建立一个新的文件
“r+”（读写）	打开一个已有文本文件，允许读取和写入	出错
“w+”（读写）	打开一个文本文件（清空原有数据），允许读取和写入	建立一个新的文件
“a+”（读写）	打开一个文本文件，用于读取和追加写入	建立一个新的文件
“rb+”（读写）	打开一个已有二进制文件，允许读取和写入	出错
“wb+”（读写）	打开一个二进制文件（清空原有数据），允许读取和写入	建立一个新的文件
“ab+”（读写）	打开一个二进制文件，用于读取和追加写入	建立一个新的文件

打开的文件在操作结束后一定要使用fclose函数关闭

1	int fclose(FILE *stream);

写出文件

通过以下函数写出文件到本地

函数	作用
`fputc()`	向文件中写入一个字符
`fputs()`	向文件中写入一行字符串
`fprintf()`	按指定格式向文件中写入数据

fputc

fputc()用于将一个字符写入指定的文件流中；character是要向文件流中写入的字符；stream是指向文件流的FILE类型的指针，它指定了要写入的文件；该函数返回值是写入的字符，如果发生错误，则返回EOF，这是一个表示文件尾或错误的宏，其代表的值为-1

1	int fputc(int character, FILE *stream);

如下代码使用fputc函数在本地文件中写下了26个字母

typedef char* String;

int main() {
    // 指定文件路径
    String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
    // 以只写模式打开文件
    FILE* file = fopen(filePath, "w");

    // 检查文件是否成功打开
    if (file != NULL) {
        // 得到小写字母 a 的 ASCII 码
        int a_c = 'a';

        // 通过 26 次循环，将 26 个字母写入本地
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            // 当前轮次需要写入的字符
            int cc = a_c + i;

            // 写入字符到本地，并记录写入结果
            int result = fputc(cc, file);

            // 判断是否成功写入
            if (result != EOF) {
                // 输出写入的结果
                printf("result = %c\n", result);
            } else {
                // 输出错误消息
                perror("文件写入失败");
                return 1;
            }
        }
        printf("文件写入完毕\n");

        // 关闭文件流
        fclose(file);
        file = NULL;
    } else {
        // 输出错误消息
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    return 0;
}

fputs

fputs()用于将一个字符串写入到指定的文件流中；str是向文件流中写入的字符串；stream是指向文件流的FILE类型的指针；如果写入成功，函数返回一个非负整数，发生错误则返回EOF

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

如下代码使用fputs函数在本地文件中写下了一段字符串

#define ARR_LENGTH 4
typedef char* String;

int main() {
    // 准备要写入到文件流中的字符串数组
    String str_arr[ARR_LENGTH] = {"悟已往之不谏，\n",
                                  "知来者之可追。\n",
                                  "实迷途其未远，\n",
                                  "觉今是而昨非。"};

    // 指定文件路径
    String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
    // 以只写模式打开文件
    FILE* file = fopen(filePath, "w");

    // 检查文件是否成功打开
    if (file != NULL) {
        // 使用循环将数组中的字符串依次写入本地
        for (int i = 0; i < ARR_LENGTH; i++) {
            // 写入字符串到输出流，如果写入发生错误时会返回 EOF
            int result = fputs(str_arr[i], file);

            // 如果写入失败
            if (result == EOF) {
                // 输出错误消息
                perror("文件写入失败");
                return 1;
            }
        }

        printf("文件写入完毕\n");

        // 关闭文件流
        fclose(file);
        file = NULL;
    } else {
        // 输出错误消息
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    return 0;
}

fprintf

fprintf()函数用于将格式化后的数据写入到指定的文件流中，格式化方式与printf()类似，stream表示指向文件流的指针，format是包含占位符的字符串，...是可变参数，用以填充字符串中的占位符；如果数据成功写入，返回写入的字符数（非负整数），如果发生错误则返回负值

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

如下代码使用fprintf函数在本地文件中写下了一段字符串

#define ARR_LENGTH 3
typedef char* String;

// 声明结构体，包含姓名和各科成绩；同时声明结构体数组并初始化
struct Scores {
    String name;
    int chinese;
    int math;
    int english;
} scores_arr[ARR_LENGTH] = {"小红", 100, 80, 70,
                            "小刚", 80, 98, 100,
                            "小明", 90, 60, 80};

int main() {
    // 指定文件路径
    String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
    // 以只写模式打开文件
    FILE* file = fopen(filePath, "w");

    // 该变量用于统计 fprintf 写入的字符总数
    int char_sum = 0;

    // 检查文件是否成功打开
    if (file != NULL) {
        // 使用循环将结构体数组中的数据写入本地
        for (int i = 0; i < ARR_LENGTH; i++) {
            // 写入字符串到输出流，如果成功写入，该方法将返回写入的字符数
            int result = fprintf(file, "姓名：%s，数学：%d，英语：%d，语文：%d\n",
                    scores_arr[i].name, scores_arr[i].chinese, scores_arr[i].math, scores_arr[i].english);

            // 累加字符数
            char_sum += result;

            // 判断文件写入情况
            if (result < 0) {
                perror("写入文件时发生错误");
                return 1;
            }
        }

        printf("文件写入完毕，共计字符 %d 个\n", char_sum);

        // 关闭文件流
        fclose(file);
        file = NULL;
    } else {
        // 输出错误消息
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    return 0;
}

读取文件

通过以下函数读取本地文件

函数	作用
`fgetc()`	从文件中读取一个字符
`fgets()`	从文件中读取一行字符串
`fscanf()`	按指定格式从文件中读取数据

fgetc

fgetc()函数用于从指定的文件流中读取一个字符，只有一个参数是指向文件流的指针，如果读取成功，返回值被读取的字符的ASCII值，如果到达文件末尾或者发生错误，返回EOF；可以使用feof和ferror函数来进一步检查是文件末尾还是发生了错误
文件指针会在每次调用fgetc后移动到下一个字符位置

1	int fgetc(FILE *stream);

如下代码使用fgetc函数将本地文件中的内容逐个字符读取，并储存至缓冲区输出

typedef char* String;

int main() {
    // 指定文件路径
    String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
    // 以只读模式打开文件
    FILE* file = fopen(filePath, "r");

    // 检查文件是否成功打开
    if (file != NULL) {

        // 储存字符读取结果
        int character;
        // 作为缓冲器，储存所有字符读取结果
        char buffer[1024] = {0};

        // 使用循环将所有读取成功的字符储存进 buffer
        for (int i = 0; (character = fgetc(file)) != EOF; i++) {
            buffer[i] = (char)character;
        }

        if (feof(file)) {   // EOF 发生在文件末尾
            // 将 buffer 作为字符串输出
            printf("character = %s", buffer);
        } else if(ferror(file)) { // EOF 发生在读取过程中
            perror("发生了读取错误");
            return 1;
        }

        // 关闭文件流
        fclose(file);
        file = NULL;
    } else {
        // 输出错误消息
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    return 0;
}

fgets

fgets()函数用于从文件流中读取一行文本；str存储从文件中读取的文本；size代表要读取的最大字符数，限制fgets函数从文件流中每次最多读取size-1个字符（因为最后一个元素要储存\0），直到遇到换行符\n或文件结束符EOF，并在字符数组的末尾添加一个\0字符形成字符串；stream代表要读取的文件流；该函数的返回值是成功读取的字符串的地址，如果读取到文件末尾或者发生错误，返回NULL
文件指针会在每次调用fgets后移动到读取的字符串的末尾

1	char fgets(char str, int size, FILE *stream);

如下代码展示了fgets函数“每次读取一行”，由于读取的文件中一共有5行内容，而fgets函数换行符\n或文件结束符EOF将会结束本轮的内容读取，并且每行内容的字符没有超出fgets第二个参数限制的字符范围，所以代码中循环语句经过5次循环，把test.txt中的内容读取完毕
如果把fgets第二个参数限制的字符范围设置为8，即每次从文件流中最多读取7个字符，那么循环语句将经过10次循环读取完毕test.txt中的内容，因为文件中的每行内容都在7~14的范围内

假设test.txt中的内容如下：
First line
Second line
Third line
Fourth line
Fifth line

typedef char* String;

int main() {
    // 指定文件路径
    String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
    // 以只读模式打开文件
    FILE* file = fopen(filePath, "r");

    // 检查文件是否成功打开
    if (file != NULL) {

        // 存储从文件中读取的文本
        char str[1024] = {0};

        // 循环读取文件中的每一行，当 fgets 返回 NULL 时循环会结束
        for (int i = 1; fgets(str, sizeof(str), file) ; i++) {
            printf("第 %d 轮读取 = %s\n", i, str);
        }

        // 关闭文件流
        fclose(file);
        file = NULL;
    } else {
        // 输出错误消息
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    return 0;
}

如下代码使用fgets函数将本地文件中的内容逐行读取，并储存至缓冲区输出

typedef char* String;

int main() {
    // 指定文件路径
    String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
    // 以只读模式打开文件
    FILE* file = fopen(filePath, "r");

    // 检查文件是否成功打开
    if (file != NULL) {

        // 储存每行读取结果
        char str[1024] = {0};
        // 作为缓冲器，储存所有行读取结果
        char buffer[1024 * 100] = {0};

        // 循环读取文件中的每一行
        while (fgets(str, sizeof(str), file) != NULL) {
            // 拼接字符串，把每一行拼接起来
            strcat(buffer, str);
        }

        // 将 buffer 作为字符串输出
        printf("buffer = %s\n", buffer);

        // 关闭文件流
        fclose(file);
        file = NULL;
    } else {
        // 输出错误消息
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    return 0;
}

fscanf

fscanf()函数用于从文件中读取格式化输入，格式化方式与scanf()类似；stream表示要读取的文件流；format表示格式化字符串；...是可变参数列表，用于接收按照format字符串指定格式读取的数据；该函数返回成功读取和匹配的参数个数，如果到达文件末尾或发生读取错误，则返回EOF
文件指针会在每次调用fscanf后根据成功读取的数据大小移动

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

fscanf函数在读取数据时以空白字符（包括空格、制表符和换行符）作为分隔符，如果想要读取多行数据，可以使用循环来多次调用；如下代码从指定文件中读取每一条符合格式要求的数据

假设test.txt中的内容如下：
姓名：小红，数学：100，英语：80，语文：70
姓名：小刚，数学：80，英语：98，语文：100
姓名：小明，数学：90，英语：60，语文：80

typedef char* String;

int main() {
    // 指定文件路径
    String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
    // 以只写模式打开文件
    FILE* file = fopen(filePath, "r");

    // 检查文件是否成功打开
    if (file != NULL) {
        // 记录学生姓名
        char name[1024] = {0};
        // 记录成绩
        int chinese = 0, math = 0, english = 0;

        // 使用循环读取每一行与格式化字符串中匹配的数据
        while (fscanf(file, "姓名：%[^，]，数学：%d，英语：%d，语文：%d\n", name, &math, &english, &chinese) != EOF) {
            printf("学生姓名：%s，数学成绩：%d，英语成绩：%d，语文成绩：%d\n", name, math, english, chinese);
        }

        if (feof(file)) { // EOF 发生在文件末尾
            printf("文件读取完毕");
        } else if (ferror(file)) { // EOF 发生在读取过程中
            perror("发生了读取错误");
            return 1;
        }

        // 关闭文件流
        fclose(file);
        file = NULL;
    } else {
        // 输出错误消息
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    return 0;
}

移动指针

fseek函数用于移动文件指针在文件流中的位置；stream是指向FILE结构的指针，它标识了文件流；offset表示偏移量，它用于确定文件指针在文件流中的新位置；whence表示相对位置的基准，可以取以下三个常量值

SEEK_SET：从文件的起始位置开始偏移offset个字节
SEEK_CUR：从当前文件位置开始偏移offset个字节
SEEK_END：从文件末尾位置开始偏移offset个字节

fseek的返回值是一个整数，通常用于检查是否定位成功，如果成功，返回值为0；否则返回非零值。

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

如下代码将文件指针移动到倒数第一个字符之前，那么fgetc将只能读取倒数第一个字符

typedef char* String;

int main() {
    // 指定文件路径
    String filePath = "E:\\temp\\test.txt";
    // 以只读模式打开文件
    FILE* file = fopen(filePath, "r");

    // 检查文件是否成功打开
    if (file != NULL) {

        // 将指针移动到倒数第一个字符之前
        fseek(file, -1, SEEK_END);

        // 储存字符读取结果
        int character;
        // 作为缓冲器，储存所有字符读取结果
        char buffer[1024] = {0};

        // 使用循环将所有读取成功的字符储存进 buffer
        for (int i = 0; (character = fgetc(file)) != EOF; i++) {
            buffer[i] = (char)character;
        }

        if (feof(file)) {   // EOF 发生在文件末尾
            // 将 buffer 作为字符串输出
            printf("character = %s", buffer);
        } else if(ferror(file)) { // EOF 发生在读取过程中
            perror("发生了读取错误");
            return 1;
        }

        // 关闭文件流
        fclose(file);
        file = NULL;
    } else {
        // 输出错误消息
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    return 0;
}

错误处理

在进行文件操作时，需要考虑错误处理。可以使用feof函数检查文件是否已经到达末尾，以及使用ferror函数检查文件操作是否发生了错误

if (feof(file)) {
    // 到达文件末尾
} else if (ferror(file)) {
    // 文件操作发生错误
}