目录
1.文件名
2.二进制文件和文本文件
3.文件的打开与关闭
3.1流的概念
3.2文件指针
3.3文件的打开与关闭
4.文件的读写函数
4.1fputc与fgetc函数
4.2fputs与fgets函数
4.3fprintf和fscanf函数
4.4fwrite和fread函数
5.三组输入输出函数的对比
6.文件随机读写
7.总结上述函数返回值
我们平时在编程软件中编写的代码数据， 存储在电脑的内存中，如果程序结束，内存进行回收之后，这些数据就丢失了，当再次运行程序时，上一次程序的数据是看不到的，所以我们需要文件来对数据进行持久化的保存
从文件功能来说可以分为两类，程序文件和数据文件，程序文件包括源程序文件，目标文件，可执行程序，如下图，当我们创建一个文件进行程序编写时，就会生成如下几种文件
而数据文件是程序运行时读写的数据，例如从程序运行需要从某文件中读取数据，或者需要将数据写入某文件，这类文件叫做数据文件，这里主要介绍的就是数据文件
之前我们输入数据的时候，使用scanf函数从终端中输入数据，然后可以用printf函数打印到屏幕上
有时候我们会将信息输出到磁盘上的文件中，等需要的时候在读取到内存中使用，所以要学习文件的操作函数来达到目的
1.文件名
一个文件有一个唯一的文件标识，便于用户使用
文件标识包含三部分：文件路径+文件命名+后缀
为了方便，一般将文件标识叫做文件名
例如：D:\\C++2026\\code\\test2_9\\data.txt
2.二进制文件和文本文件
根据数据的组织形式，数据文件分为文本文件和二进制文件
一段用二进制存储的数据，如果不经过转换直接输出到文件中，那么就是二进制文件
而用ASCII码存储，需要在存储前进行转换，此时得到的以ASCII码形式储存的文件就是文本文件
使用代码写入数据12345，并以二进制文件形式打开观察结果，具体怎么操作下文会讲解
这里先根据结果，了解存储数据的方式
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
int a = 12345;
FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
fwrite(&a, 4, 1, pf);//⼆进制的形式写到⽂件中
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
因为当前环境是小端，所以12345的二进制形式先四位一转，转换成16进制是00 00 30 39
因为小端低字节放到低地址，所以结果是39 30 00 00
3.文件的打开与关闭
3.1流的概念
因为各种外部设备的输入输出的操作不同，为了方便对各种设备进行操作，抽象出一个流的概念
在外部设备和数据之间有一层流，当我们需要读取数据或者写入数据时，通过这个流进行操作
可以理解为一把万能钥匙，不管什么房间，只要使用这把万能钥匙，我们就可以打开门，进行“数据的存储或者数据的读入”
但是我们之前在使用scanf和printf函数输入数据和打印数据时，为什么没有打开流呢
其实在程序启动时，会默认打开三个流
1.stdin标准输入流，大多数环境中从键盘输入–scanf函数
2.stdout标准输出流，大多数环境是输出到屏幕上，打印数据–printf
3.stderr标准错误流，当出现错误时，输出到显示器界面，专门输出错误信息
因为默认打开了这三个流，所以我们可以直接使用scanf和printf函数进行输入与输出操作
3.2文件指针
流也具有一个类型：FILE*，称为文件指针，我们通过文件指针来维护流的操作
每个被使用的文件都在内存中有一个相应的文件信息区，用来存放文件相关信息，这些信息保存在一个结构体变量中，取名FILE
当打开一个文件时，系统会根据文件情况自动创建一个FILE结构的变量
3.3文件的打开与关闭
在对文件进行操作前，我们要先打开文件，使用结束后，应关闭文件，并将指针置为空
打开文件使用fopen函数，关闭函数使用fclose函数
fopen函数有两个参数，第一个是需要打开的文件，可以用绝对路径也可以是相对路径，第二个是以什么方式打开
返回值是一个FILE类型的指针，如果打开文件失败则返回NULL
fclose使用时，放入要关闭的文件的文件指针，即可关闭相应文件，返回值是一个整型，如果关闭成功返回0，关闭失败返回EOF
这是一个简单的例子，我们以只写方式打开了同目录下的data.txt文件，然后操作完进行关闭吗，并将指针置为NULL避免野指针
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//在文件内写入数据
fclose(pf);//关闭文件
pf = NULL;//避免野指针
return 0;
}
下面提供一个表格—-文件的常用打开方式，可以根据需要使用
4.文件的读写函数
文件读写需要使用很多种函数，下面进行逐个讲解
4.1fputc与fgetc函数
fputc用于向文件中写入字符，第一个参数是目标字符，第二个参数是输出流，可以传入一个文件指针，可以传入stdout标准输出流(把数据放到屏幕上而不是文件内)
功能是将指定字符放到光标指示器所在的位置，并且自动将光标移动一个位置
如果放入成功则返回写入字符的int形式，放入失败则返回EOF，会设置一个错误指示器，可以通过ferror函数检查错误(后续会讲)
通过代码理解该函数，每次放入一个小写字母，最终在文件中放入了26个小写字母，在文件中查看结果即可看出
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
for (int i = 'a'; i < 'z'; i++) {
fputc(i, pf);
}
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fgetc函数用于读取文件中已经存在的数据或者标准输入流的数据(直接从键盘输入)
例如我们刚才在data.txt文件中放入了26个小写字母，用fgetc函数读取，每次会读取一个字符，然后光标指示器前进到下一个字符之前，如果成功读取则返回读取字符的int形式，读取失败则返回EOF，并设置错误指示器ferror，如果已经读取到末尾了，则设置文件结束指示器feof
这里插入讲解一下feof与ferror，当文件读取到末尾，读取函数会设置一个文件结束的指示符，可以用feof函数检测，如果检测到该指示符，则feof函数返回非0，没检测到返回0
ferror函数也是类似，如果发生读取错误，则设置一个错误指示符，使用ferror函数检测，如果检测到则返回非0，如果没检测到0
两者参数都是流的指针
下面根据代码理解一下函数的使用
注意每次调用fgetc时都会读取一个字符并移动光标，所以要用一个变量接收后，用变量去进行判断，不然可能会出现跳过几个字符打印的问题
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
for (int i = 0; i < 30; i++) {
int c = fgetc(pf);
if (c == EOF) {
if (feof(pf)) {
printf("文件已经读取到末尾了\\n");
break;
}
else if (ferror(pf)) {
printf("文件读取错误\\n");
break;
}
}
fputc(c, stdout);
//在屏幕上打印读取到的字符
//stdout是标准输出流
}
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.2fputs与fgets函数
用法与fputc和fgetc类似，只不过将字符换成了字符串，用来写入字符串和读取字符串
str是需要写入的字符串(必须以\\0结尾)的指针，stream指向要写入字符串的流
写入成功，返回非0值，写入失败返回EOF，并设置错误指示器
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
fputs("abc\\n", pf);
fputs("123", pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
str指向用来存储读到的字符串的空间，num是最大读取的字符个数，实际上最多读取num-1个，因为要留出一个给\\0，读取num-1个字符后会自动在末尾加上\\0
如果读取到换行符，EOF(文件末尾)，或者达到指定字符个数，此时将读取到的字符串存储到目标空间str中，stream是输入流的指针，可以是文件流也可以是stdin(标准输入流，从键盘输入)
如果读取成功，返回str指向空间的首地址，读取失败则返回NULL，并设置错误指示器
如果在读取过程中，读到了文件末尾，则设置文件结束指示器，读取错误则设置错误指示器
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
char test1[] = "xxxxxxxxxxxxx";
fgets(test1, 6, pf);
//因为abc\\n不足6字符，且末尾有\\n，读取到\\n即停止，并在末尾加上一个\\0
printf("%s",test1);
char test2[] = "xxxxxxxxxxxxx";
fgets(test2, 6, pf);
//123也不足6个字符，读取三个即可，自动加上一个末尾的\\0
printf("%s", test2);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.3fprintf和fscanf函数
对于fprintf函数，它是针对所有流的输出函数，可以是标准输出流，也可以是文件流
用法直接类比printf函数即可，只不过多了一个参数，用于接收流的类型
如果输出成功，返回输出的项数，输出失败，先设置错误指示器，并返回负值
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
struct stu {
int age;
char name[20];
float score;
};
int main() {
struct stu s1 = { 20,"zhangsan",89.1 };
FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//printf("%d %s %f",s1.age,s1.name,s1.score);
fprintf(pf, "%d %s %f", s1.age, s1.name, s1.score);
//只要会用printf函数，fprintf只是多了一个流参数而已
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fscanf函数和scanf函数也是类似，只是多了一个流参数
fscanf函数是针对所有流的输入函数，可以用来解析文件中的格式化数据
如果读取成功，返回填充到列表中的项数，如果返回小于预期的项数，可能是格式不匹配，读取到文件末尾或者读取错误，如果读取错误设置错误指示器，读取到末尾则设置文件末尾指示器
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
struct stu {
int age;
char name[20];
float score;
};
int main() {
struct stu s1 = {0};
FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
//scanf("%d %s %f",&(s1.age),s1.name,&(s1.score));
int r= fscanf(pf,"%d %s %f",&(s1.age),s1.name,&(s1.score));
printf("读取了%d项\\n", r);
printf("%d %s %f\\n", s1.age, s1.name, s1.score);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
4.4fwrite和fread函数
这是一组用于二进制数据的输入与读取
要保证目标文件以二进制可读或可写方式打开，才能正常操作
第一个参数ptr是要写入数据块的指针，第二个参数size是每个数据的大小
第三个参数count是总共有多少个数据，第四个参数stream是目标文件指针
返回值时写入的数据项
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
int data[] = { 1,2,3,4,5 };
fwrite(data, sizeof(int), 5, pf);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
fread函数用于从文件中读取二进制数据，并存储到一个空间中
ptr是存储空间，且必须足够大以存储数据，size是每个数据的大小，count是读取数据的个数，stream是目标文件指针
返回值是实际读取的数据个数
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
if (pf == NULL) {
perror("fopen");
return 1;
}
int data[10] = {0};
int r= fread(data, sizeof(int), 5, pf);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d\\n", data[i]);
}
printf("读取了%d个数据\\n", r);
fclose(pf);
pf = NULL;
return 0;
}
5.三组输入输出函数的对比
sprintf和sscanf函数写法也是和之前的输入输出函数类似，只不过第一个参数换成了目标字符串的地址，用于将格式化数据填入字符串或者从字符串中提取格式化数据
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
struct stu {
int age;
char name[20];
};
int main() {
struct stu s = { 20,"zhangsan" };
char arr[40] = { 0 };
sprintf(arr, "%d %s", s.age, s.name);
//成功则返回输入的字符数，失败返回负值，注意占位符之间的空格也会算作字符被记入
//应返回11
printf(arr);
//字符串中无数据，用sprintf向字符串中输入格式化数据
struct stu s1 = { 0 };
char arr1[] = { "21 lisi" };
sscanf(arr1, "%d %s", &(s1.age),s1.name);
//成功返回获取的参数数量，失败则返回负值，这里的空格不会计入参数数量
//应返回2
//字符串中有数据，用sscanf函数将数据格式化存储到结构体中
return 0;
}
6.文件随机读写
在文件读写时不一定要按照一个一个顺序，我们可以使用一些函数调整光标的位置
fseek函数可以根据第三个参数提供的位置，以及第二个参数说明移动的个数，改变当前光标所在的位置
最好是在二进制文件中使用，在文本文件中使用结果可能不确定
origin只有三种取值
SEEK_SET ：文件开始位置 SEEK_CUR ：文件指针当前的位置 SEEK_END ：文件末尾位置
offset可以是正数也可以是负数，表示向文件末尾移动或者向文件开头移动
移动成功则返回0，移动失败返回负值
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
fseek(pf, 4, SEEK_SET);
int c=fgetc(pf);
printf("%d", c);
return 0;
}
因为一开始指向01，因为原来的二进制文件中存入了12345五个整型，所以跨过四个字节可以获取到02的数据，输出结果应该是2
ftell函数用于获取当前光标位置离文件开头的字节数，返回值即为离文件开头字节数
主要也是运用在二进制文本中
rewind函数相当于重置读写状态，会清除错误指示器或者文件末尾指示器
而使用fseek函数从头开始读写不会重置错误指示器和文件末尾指示器
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {
FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");
fseek(pf, 4, SEEK_SET);
int c=fgetc(pf);
printf("当前获取了%d\\n", c);
int c1 = ftell(pf);
printf("当前离文件开头%d字节\\n", c1);
rewind(pf);
int c2 = fgetc(pf);
printf("当前获取了%d\\n", c2);
return 0;
7.总结上述函数返回值
fopen：打开成功返回一个文件指针，失败返回NULL
fclose：关闭成功返回0，关闭失败返回EOF
如果读到末尾则设置文件末尾指示器，读写错误设置错误指示器
fputc：成功返回放入字符的int值，失败返回EOF
fgetc：成功返回获取到字符的int值，失败返回EOF
fputs：成功放入返回非0，失败返回EOF
fgets：成功返回目标空间首地址，读取失败返回EOF
fprintf：成功返回输出的项数，失败返回负值
fscanf：成功返回存入的项数，失败返回EOF
fwrite：成功返回写入数据项数，发生错误返回值可能小于写入项数
fread：成功返回读取项数，发生错误返回值可能小于读取项数
sprintf：成功返回写入的字符数，失败返回负值
sscanf：成功返回获取的参数数量，失败返回负值
fseek：移动成功返回0，失败返回负值
ftell：成功返回当前位置距离文件开头的字节数，失败返回-1
rewind：无返回值
