第六章 文件操作
前言：第五章是C语言在数学上的一些应用，我觉得没有必要，便跳过了。这章正如我标题所写的，是C语言在文件上的操作。学习了这个后，你们可以自行编辑一些所需的快捷程序，来实现一些既定的目的，完成一些重复操作。
PS：本文中例子皆采用了相对路径，请注意路径问题。
6.1 文件读写操作
PS：首先确立一个概念，C语言中的“文件”只是一个逻辑概念，可以用来表示从磁盘文件到终端等所有东西，就如同DOS一样的。在这一节中，我们要先学会对磁盘文件进行打开或读写操作的几种不同方法，然后就可以根据不同情况来选择最为恰当的操作方式。
实例167 读取磁盘文件
问题：编程实现读取某一相对下文本文档内容。（事先放入一个文本内容为“hello world hello master”。）
逻辑：该实例利用到了一些与文件操作相关的函数。
- fopen 文件的打开函数：
FILE *fp
fp=fopen(文件名,使用文件方式)
例如：fp=fopen("123","r");
它表示要打开名称为123的文本文档，使用文件打开方式为“只读”，fopen函数带回指向123.txt文件的指针并赋给fp，也就是FILE类型指针fp指向123.txt文件。
PS：使用文件方式：
“r” （只读）：打开一个文本文件，只允许读数据。
“w” （只写）：打开或建立一个文本文件，只允许写数据。
“a” （追加）：打开一个文本文件，并在文件末尾写数据。
“rb” （只读）：打开一个二进制文件，只允许读数据。
“wb” （只写）：打开或建立一个二进制文件，只允许写数据。
“ab” （追加）：打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据。
“r+” （读写）：打开一个文本文件，允许读和写。
“w+” （读写）：打开或建立一个文本文件，允许读写。
“a+” （读写）：打开一个文本文件，允许读，或在文件末尾追加数据。
“rb+” （读写）：打开一个二进制文件，允许读和写。
“wb+” （读写）：打开或建立一个二进制文件，允许读和写。
“ab+” （读写）：打开一个二进制文件，允许读，火灾文件末尾追加数据。
- fclose 文件的关闭函数：
fclose(文件指针)
作用是通过文件指针将该文件关闭。
- fgetc函数：
ch=fgetc(fp)
该函数作用是从指定的文件（fp指向的文件）读入一个字符赋给ch。注意该文件必须是以读或读写方式打开。
其实，说到这里，大家基本就有了问题的思路了。通过fopen函数打开目标文件，将其内存地址赋给fp。再利用循环结构。通过fgetc函数将文件内字符依次赋给ch，显示在屏幕上。最后通过fclose函数关闭文件。
代码：
1 #include2 main() 3 { 4 FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/ 5 char ch, filename[50]; /*定义变量及数组为字符型*/ 6 printf("please input file`s name;\n"); 7 gets(filename); /*输入文件所在路径及名称*/ 8 fp = fopen(filename, "r"); /*以只读方式打开指定文件*/ 9 ch = fgetc(fp); /*fgetc函数带回一个字符赋给ch*/10 while (ch != EOF) /*当读入的字符值等于EOF时结束循环*/11 {12 putchar(ch); /*将读入的字符输出在屏幕上*/13 ch = fgetc(fp); /*fgetc函数继续带回一个字符赋给ch*/14 }15 fclose(fp); /*关闭文件*/16 }
注意：EOF表示End Of File，文件读取结束。其值通常为-1，也常在其他函数中表达调用失败的意思。EOF只能用于文本文件。
反思：其实一开始接触C语言的文件操作会有一些不理解。但是如果有一定汇编或者Win32基础，就会觉得很好理解它的行为了。原本的文件存放于硬盘内存中，利用fopen函数打开它，就是将其展开到内存空间中，并将其内存地址首地址赋给了fopen函数，即fopen函数的返回值。接下来的行为就和正常C语言中指针读取数组内容相似了。最后，通过fclose函数关闭该文件，即将该文件从内存空间中释放。
实例168 将数据写入磁盘文件
问题：编程实现向任意路径下新建一个文本文档，想该文档中写入you are the best one!,以“#”结束字符串的输入。
逻辑：本实例又用到了一个新的函数。
- fputc函数：
ch=fputc(ch,fp)
该函数作用是将一个字符ch写到fp指向的文件内。
PS：fputc函数的返回值在成功时，为输入的字符，失败时，为EOF。
代码：
1 #include2 main() 3 { 4 FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/ 5 char ch, filename[50]; /*定义变量及数组为字符型*/ 6 printf("please input filename:\n"); 7 scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/ 8 if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/ 9 {10 printf("cannot open file\n");11 exit(0);12 }13 ch = getchar(); /*fgetc函数带回一个字符赋给ch*/14 while (ch != '#') /*当输入"#"时结束循环*/15 {16 fputc(ch, fp); /*将读入的字符写到磁盘文件上去*/17 ch = getchar(); /*fgetc函数继续带回一个字符赋给ch*/18 }19 fclose(fp); /*关闭文件*/20 }
注意：代码行.8中条件判断条件“(fp = fopen(filename, "w")) == NULL)”的使用，细细理解。
反思：同样利用汇编基础可以很好理解，不再赘述。
实例169： 格式化读写文件
问题：编程实现将输入的小写字母串写入磁盘文件，再将刚写入磁盘文件的内容读出并以大写字母的形式显示在屏幕上。
逻辑：同样，这次实例又有一些新的函数。
- fprintf函数：
ch=fprintf(文件指针,格式字符串,输出列表)
例如：fprintf(fp,"%d",i);
它表示将整型变量i的值按%d的格式输出到fp指向的文件上。
- fscanf函数：
fscanf(文件指针,格式字符串,输入列表)
例如：fscanf(fp,"%d",&i);
它表示以%d的格式读入fp所指向的文件上i的值。
代码：
1 #include2 main() 3 { 4 int i, flag = 1; /*定义变量为基本整型*/ 5 char str[80], filename[50]; /*定义数组为字符型*/ 6 FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/ 7 printf("please input filename:\n"); 8 scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/ 9 if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/10 {11 printf("cannot open!");12 exit(0);13 }14 while (flag == 1)15 {16 printf("\nInput string:\n");17 scanf("%s", str); /*输入字符串*/18 fprintf(fp, "%s", str); /*将str字符串内容以%s形式写到fp所指文件上*/19 printf("\nContinue:?（Y/N）");20 if ((getchar() == 'N') || (getchar() == 'n')) /*输入n结束输入*/21 flag = 0; /*标志位置0*/22 }23 fclose(fp); /*关闭文件*/24 fp = fopen(filename, "r"); /*以只写读方式打开指定文件*/25 while (fscanf(fp, "%s", str) != EOF) /*从fp所指的文件中以%s形式读入字符串*/26 {27 for (i = 0; str[i] != '\0'; i++)28 if ((str[i] >= 'a') && (str[i] <= 'z'))29 str[i] -= 32; /*将小写字母转换为小写字母*/30 printf("\n%s\n", str); /*输出转换后的字符串*/31 }32 fclose(fp); /*关闭文件*/33 }
注意：代码行.12中“exit(0)”一点运行，就直接退出程序。其表示正常退出。另外，exit(1)表示异常退出，即程序出现不该出现的异常。windows中可以通过GetExitCodeProcess函数来获取退出代码。
反思：这个实例只能说是前两个实例的小小综合，再加上str的应用。大小写字母转换这种老问题，就不提了。
实例170 成块读写操作
问题：编程实现学生成绩信息统计，从键盘中输入学生成绩信息，保存到指定磁盘文件中，输入完全部信息后将磁盘文件中保存的信息输出到屏幕上。
逻辑：老惯例，再来几个新函数。
- fwrite函数：
fwrite(buffer ,size,count,fp)
它的作用是将buffer地址开始的信息，输入count次，每次写size字节到fp所指定的文件中。
- fread函数：
fread(buffer,size,count,fp)
它的作用是从fp所指向的文件中读入count次，每次读size字节，读入的信息存在buffer地址中。
注意这两个函数形参即其代表的意思，毕竟参数还是蛮多的。
代码：
1 #include2 struct student_score /*定义结构体存储学生成绩信息*/ 3 { 4 char name[10]; 5 int num; 6 int China; 7 int Math; 8 int English; 9 } score[100];10 void save(char *name, int n) /*自定义函数save，用于将数据存储起来*/11 {12 FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/13 int i;14 if ((fp = fopen(name, "wb")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/15 {16 printf("cannot open file\n");17 exit(0);18 }19 for (i = 0; i < n; i++)20 if (fwrite(&score[i], sizeof(struct student_score), 1, fp) != 1) /*将一组数据输出到fp所指的文件中*/21 printf("file write error\n"); /*如果写入文件不成功，则输出错误*/22 fclose(fp); /*关闭文件*/23 }24 void show(char *name, int n) /*自定义函数show，用于将数据展现到显示屏上*/25 {26 int i;27 FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/28 if ((fp = fopen(name, "rb")) == NULL) /*以只读方式打开指定文件*/29 {30 printf("cannot open file\n");31 exit(0);32 } for (i = 0; i < n; i++)33 {34 fread(&score[i], sizeof(struct student_score), 1, fp); /*从fp所指向的文件读入数据存到数组score中*/35 printf("%-10s%4d%4d%4d%4d\n", score[i].name, score[i].num,36 score[i].China, score[i].Math, score[i].English);37 }38 fclose(fp); /*以只写方式打开指定文件*/39 }40 main()41 {42 int i, n; /*变量类型为基本整型*/43 char filename[50]; /*数组为字符型*/44 printf("how many students in your class?\n");45 scanf("%d", &n); /*输入学生数*/46 printf("please input filename:\n");47 scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/48 printf("please input name,number,China,math,English:\n");49 for (i = 0; i < n; i++) /*输入学生成绩信息*/50 {51 printf("NO%d", i + 1);52 scanf("%s%d%d%d%d", score[i].name, &score[i].num, &score[i].China,53 &score[i].Math, &score[i].English);54 save(filename, n); /*调用函数save*/55 } show(filename, n); /*调用函数show*/56 }
注意：代码行.35中“%-10s%4d%4d%4d%4d\n”，希望还记得printf函数输出格式的设置。代码行.35-36，如果看不懂，请将代码分解开来，这句代码只是一个小小的综合应用。
实例171 随机读写文件
问题：输入若干个学生信息，保存到指定磁盘文件中，要求将奇数条学生信息从磁盘中读入并显示在屏幕上。
逻辑：再介绍一个函数。
- fseek函数：
fseek(文件类型指针,位移量,起始点)
它的作用是用来移动文件内部位置指针，其中参数“起始点”表示从何处开始计算位移量。规定的起始点有3种：文件首、文件当前位置和文件尾。
PS：起始点表示法：
“起始点” “表示符号” “数字表示”
“文件开头” “SEEK-SET” “0”
“当前位置” “SEEK-CUR” “1”
“文件末尾” “SEEK-END” “2”
例如：fseek(fp,-20L,1);
它表示将位置指针从当前位置，向后退20字节。（注意后退的意思。）
代码：
1 #include2 struct student_type /*定义结构体存储学生信息*/ 3 { 4 char name[10]; 5 int num; 6 int age; 7 }stud[10]; 8 void save(char *name, int n) /*自定义函数save*/ 9 {10 FILE *fp;11 int i;12 if ((fp = fopen(name, "wb")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/13 {14 printf("cannot open file\n");15 exit(0);16 }17 for (i = 0; i < n; i++)18 if (fwrite(&stud[i], sizeof(struct student_type), 1, fp) != 1) /*将一组数据输出到fp所指的文件中*/19 printf("file write error\n"); /*如果写入文件不成功，则输出错误*/20 fclose(fp); /*关闭文件*/21 }22 main()23 {24 int i, n; /*变量类型为基本整型*/25 FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/26 char filename[50]; /*数组为字符型*/27 printf("please input filename:\n");28 scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/29 printf("please input the number of students:\n");30 scanf("%d", &n); /*输入学生数*/31 printf("please input name,number,age:\n");32 for (i = 0; i < n; i++) /*输入学生信息*/33 {34 printf("NO.%d", i + 1);35 scanf("%s%d%d", stud[i].name, &stud[i].num, &stud[i].age);36 save(filename, n); /*调用函数save*/37 } if ((fp = fopen(filename, "rb")) == NULL) /*以只读方式打开指定文件*/38 {39 printf("can not open file\n");40 exit(0);41 }42 for (i = 0; i < n; i += 2)43 {44 fseek(fp, i *sizeof(struct student_type), 0); /*随着i的变化从文件开始处随机读文件*/45 fread(&stud[i], sizeof(struct student_type), 1, fp); /*从fp所指向的文件读入数据存到数组stud中*/46 printf("%-10s%5d%5d\n", stud[i].name, stud[i].num, stud[i].age);47 }48 fclose(fp); /*关闭文件*/49 }50
反思：这里利用了一个调用函数，一个结构体。如果没有忘记这些概念，便不存在理解问题了。
实例172 以行为单位读写文件
问题：从键盘中输入字符串“hello world hello boy”，利用fputs函数见字符串内容输出到磁盘文件中，使用fgets函数从磁盘文件中读取字符串到数组s中，最终将其输出到屏幕上。
逻辑：这里又增添两个函数。
- fputs函数：
fputs(字符串,文件指针)
它的作用是想指定的文件写入一个字符串，其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符串数组名、指针或者变量。
- fgets函数：
fgets(字符数组名,n,文件指针)
它的作用从指定的文件中读入一个字符串到字符数组中。n表示所得到的字符串中字符的个数（包含字符串结束符“\0”（表示NULL））。
代码：
1 #include2 main() 3 { 4 FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/ 5 char str[100], s[100], filename[50]; /*定义数组为字符型*/ 6 printf("please input string!\n"); 7 gets(str); /*获得字符串*/ 8 printf("please input filename:\n"); 9 scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/10 if ((fp = fopen(filename, "wb")) != NULL)11 /*以只写方式打开指定文件*/12 {13 fputs(str, fp); /*把字符数组str中的字符串输出到fp指向的文件*/14 fclose(fp);15 }16 else17 {18 printf("cannot open!");19 exit(0);20 }21 if ((fp = fopen(filename, "rb")) != NULL)22 {23 while (fgets(s, sizeof(s), fp))24 /*从fp所指的文件中读入字符串存入s中*/25 printf("%s", s);26 /*将字符串输出*/27 28 fclose(fp); /*关闭文件*/29 }
反思：区分fgetc、fgets、fputc、fputs的区别。看待这些问题时应当不断更换着自己观察的角度。比如fprintf是将内容显示到屏幕上，其实fprintf只是C语言内的一个来自stdio库函数的封装函数，来实现C的文件对屏幕的输入（代码自行查找）。而那些库函数中的函数也都是通过调用Windows中API函数来实现其功能的。再往底层探去，Windows的API函数也是C语言。其下方的抽象层却由汇编构成。是不是很神奇。
6.2 文件内容操作
实例173 复制文内容到另一个文件
问题：编程实现将一个已存在的文本文档的内容复制到新建的文本文档中。
逻辑：其实前面我们已经实现了从文件到屏幕，从屏幕到文件的操作，那么将两者综合一下，就是这次实例的结果。要注意，读取时，两个文件都应该处在打开的状态。应该在结束时一起关闭。
代码：
1 #include2 main() 3 { 4 FILE *in,*out; /*定义两个指向FILE类型结构体的指针变量*/ 5 char ch, infile[50], outfile[50]; /*定义数组及变量为基本整型*/ 6 printf("Enter the infile name:\n"); 7 scanf("%s", infile); /*输入将要被复制的文件所在路径及名称*/ 8 printf("Enter the outfile name:\n"); 9 scanf("%s", outfile); /*输入新建的将用于复制的文件所在路径及名称*/10 if ((in = fopen(infile, "r")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/11 {12 printf("cannot open infile\n");13 exit(0);14 }15 if ((out = fopen(outfile, "w")) == NULL)16 {17 printf("cannot open outfile\n");18 exit(0);19 }20 ch = fgetc(in);21 while (ch != EOF)22 {23 fputc(ch, out); /*将in指向的文件的内容复制到out所指向的文件中*/24 ch = fgetc(in);25 }26 fclose(in);27 fclose(out);28 }
实例174 错误处理
问题：编程实现将文件中的制表符换成恰当数量的空格，要求每次读写操作后都调用ferror()函数检查错误。
逻辑：文件在错误处理中的专有函数.
- ferror函数：
例子：int ferror(FILE*stream);
这表示检测文件错误。返回值为0，表示没有出现错误，而非零值表示是有错的。
代码：
1 #include2 #include 3 void error(int e)/*自定义error函数判断出错的性质*/ 4 { 5 if(e == 0) 6 printf("input error\n"); 7 else 8 printf("output error\n"); 9 exit(1); /* 跳出程序 */10 }11 main()12 {13 FILE *in, *out; /*第一两个文件类型指针in和out*/14 int tab, i;15 char ch, filename1[30], filename2[30];16 printf("please input the filename1:");17 scanf("%s", filename1); /*输入文件路径及名称*/18 printf("please input the filename2:");19 scanf("%s", filename2); /*输入文件路径及名称*/20 if ((in = fopen(filename1, "rb")) == NULL)21 {22 printf("can not open the file %s。\n", filename1);23 exit(1);24 }25 if ((out = fopen(filename2, "wb")) == NULL)26 {27 printf("can not open the file %s。\n", filename2);28 exit(1);29 }30 tab = 0;31 ch = fgetc(in); /*从指定的文件中读取字符*/32 while (!feof(in))33 /*检测是否有读入错误*/34 {35 if (ferror(in))36 error(0);37 if (ch == '\t')38 /*如果发现制表符，则输出相同数目的空格符*/39 {40 for (i = tab; i < 8; i++)41 {42 putc(' ', out);43 if (ferror(out))44 error(1);45 }46 tab = 0;47 }48 else49 {50 putc(ch, out);51 if (ferror(out))52 /*检查是否有输出错误*/53 error(1);54 tab++;55 if (tab == 8)56 tab = 0;57 if (ch == '\n' || ch == '\r')58 tab = 0;59 }60 ch = fgetc(in);61 }62 63 fclose(in);64 fclose(out);65 }
反思：头文件中的stdlib.h与stdio.h的区别，具体可以去百度。我的感觉就是初级编程stdio.h够用了，而涉及到系统，比如system.或者exit()等，就需要stdlib.h。但是有的时候就算你不用，编译器也只是会提出警告，但并不影响代码编译，运行。比如这个程序的代码行.9中的“exit(1)”就需要stdlib.h，但是不加，也只是警告，不会报错，导致无法编译、运行。
实例175 合并两个文件信息
问题：有两个内容分别为“hello computer!!”与“This is a c program!!”的文本文档，编程实现合并两个文件的信息。
逻辑：这个问题，你可以将一个文本的内容添加到另一个文本中，也可以将这两个文本添加到一个新建的文本中。这里，我们为了减少操作，采用了前者。
代码：
1 #include2 main() 3 { 4 char ch, filename1[50], filename2[50]; /*数组和变量的数据类型为字符型*/ 5 FILE *fp1, *fp2; /*定义两个指向FILE类型结构体的指针变量*/ 6 printf("please input filename1:\n"); 7 scanf("%s", filename1); /*输入文件所在路径及名称*/ 8 if ((fp1 = fopen(filename1, "a+")) == NULL) /*以读写方式打开指定文件*/ 9 {10 printf(" cannot open\n");11 exit(0);12 }13 printf("file1:\n");14 ch = fgetc(fp1);15 while (ch != EOF)16 {17 putchar(ch); /*将文件1中的内容输出*/18 ch = fgetc(fp1);19 }20 printf("\nplease input filename2:\n");21 scanf("%s", filename2); /*输入文件所在路径及名称*/22 if ((fp2 = fopen(filename2, "r")) == NULL) /*以只读方式打开指定文件*/23 {24 printf("cannot open\n");25 exit(0);26 }27 printf("file2:\n");28 ch = fgetc(fp2);29 while (ch != EOF)30 {31 putchar(ch); /*将文件2中的内容输出*/32 ch = fgetc(fp2);33 }34 fseek(fp2, 0L, 0); /*将文件2中的位置指针移到文件开始处*/35 ch = fgetc(fp2);36 while (!feof(fp2))37 {38 fputc(ch, fp1); /*将文件2中的内容输出到文件1中*/39 ch = fgetc(fp2); /*继续读取文件2中的内容*/40 }41 fclose(fp1); /*关闭文件1*/42 fclose(fp2); /*关闭文件2*/43 }
反思：代码行.34中的“fseek(fp2,0L,0)”是个不可缺少的代码。回想一下这篇文章开头，我们提到的文件操作本质。当我们第二个循环执行后，其fp2指向的并不是我们需要的文档开头，这中间我们也没有执行某个代码，使得fp2指向文档开头。所以，我们需要通过fseek函数，来转移指针fp2指向。
实例176 统计文件内容
问题：编程实现对指定文件中的内容进行统计。具体要求：输入要进行统计的文件的路径及名称，统计出该文件中字符、空格、数字及其他字符的个数，并将统计结果存到指定的磁盘文件中。
逻辑：统计问题是个常见问题，这次只是将其与文件操作结合起来而已。
代码：
1 #include2 main() 3 { 4 FILE *fp1, *fp2; /*定义两个指向FILE类型结构体的指针变量*/ 5 char filename1[50], filename2[50], ch; /*定义数组及变量为字符型*/ 6 long character, space, other, digit; /*定义变量为长整形*/ 7 character = space = digit = other = 0; /*长整形变量的初值均为0*/ 8 printf("Enter file name \n"); 9 scanf("%s", filename1); /*输入要进行统计的文件的路径及名称*/10 if ((fp1 = fopen(filename1, "r")) == NULL)11 /*以只读方式打开指定文件*/12 {13 printf("cannot open file\n");14 exit(1);15 }16 printf("Enter file name for write data:\n");17 scanf("%s", filename2); /*输入文件名即将统计结果放到那个文件中*/18 if ((fp2 = fopen(filename2, "w")) == NULL) /*以可写方式要存放统计结果的文件*/19 {20 printf("cannot open file\n");21 exit(1);22 }23 while ((ch = fgetc(fp1)) != EOF) /*知道文件内容结束处停止while循环*/24 if (ch >= 'A' && ch <= 'Z' || ch >= 'a' && ch <= 'z')25 character++; /*当遇到字母时字符个数加1*/26 else if (ch == ' ')27 space++; /*当遇到空格时空格数加1*/28 else if (ch >= '0' && ch <= '9')29 digit++; /*当遇到数字时数字数加1*/30 else31 other++; /*当是其他字符时其他字符数加1*/32 close(fp1); /*关闭fp1指向的文件*/33 fprintf(fp2, "character:%ld space:%ld digit:%ld other:%ld\n", character,34 space, digit, other); /*将统计结果写入fp指向的磁盘文件中*/35 fclose(fp2); /*关闭fp2指向的文件*/36 }
反思：开头建立的两个FILE指针，一个指向需要打开的文件，一个指向用来记录结果的文件。代码行.24与.28是有好东西的，两者类似，那么只谈.28吧。代码行.28中的“ch>='0'&&ch<='9'”，其实这里面存在一个隐式转换，将字符转换为ASCII值来进行比较。
总结&反思：至此，C语言有关文件操作部分的基础内容就完毕了。后面还会有一篇，简单提升的文章。说起来，学习文件操作一方面是学习新函数，另一方面是学习其基础流程。至于如何扩展，就看个人了。