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：
#include <stdio.h>
main()
{
FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/
char ch, filename[]; /*定义变量及数组为字符型*/
printf("please input file`s name;\n");
gets(filename); /*输入文件所在路径及名称*/
fp = fopen(filename, "r"); /*以只读方式打开指定文件*/
ch = fgetc(fp); /*fgetc函数带回一个字符赋给ch*/
while (ch != EOF) /*当读入的字符值等于EOF时结束循环*/
{
putchar(ch); /*将读入的字符输出在屏幕上*/
ch = fgetc(fp); /*fgetc函数继续带回一个字符赋给ch*/
}
fclose(fp); /*关闭文件*/
}
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：
#include <stdio.h>
main()
{
FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/
char ch, filename[]; /*定义变量及数组为字符型*/
printf("please input filename:\n");
scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/
if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/
{
printf("cannot open file\n");
exit();
}
ch = getchar(); /*fgetc函数带回一个字符赋给ch*/
while (ch != '#') /*当输入"#"时结束循环*/
{
fputc(ch, fp); /*将读入的字符写到磁盘文件上去*/
ch = getchar(); /*fgetc函数继续带回一个字符赋给ch*/
}
fclose(fp); /*关闭文件*/
}
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：
#include <stdio.h>
main()
{
int i, flag = ; /*定义变量为基本整型*/
char str[], filename[]; /*定义数组为字符型*/
FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/
printf("please input filename:\n");
scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/
if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/
{
printf("cannot open!");
exit();
}
while (flag == )
{
printf("\nInput string:\n");
scanf("%s", str); /*输入字符串*/
fprintf(fp, "%s", str); /*将str字符串内容以%s形式写到fp所指文件上*/
printf("\nContinue:?（Y/N）");
if ((getchar() == 'N') || (getchar() == 'n')) /*输入n结束输入*/
flag = ; /*标志位置0*/
}
fclose(fp); /*关闭文件*/
fp = fopen(filename, "r"); /*以只写读方式打开指定文件*/
while (fscanf(fp, "%s", str) != EOF) /*从fp所指的文件中以%s形式读入字符串*/
{
for (i = ; str[i] != '\0'; i++)
if ((str[i] >= 'a') && (str[i] <= 'z'))
str[i] -= ; /*将小写字母转换为小写字母*/
printf("\n%s\n", str); /*输出转换后的字符串*/
}
fclose(fp); /*关闭文件*/
}
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：
#include <stdio.h>
struct student_score /*定义结构体存储学生成绩信息*/
{
char name[];
int num;
int China;
int Math;
int English;
} score[];
void save(char *name, int n) /*自定义函数save，用于将数据存储起来*/
{
FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/
int i;
if ((fp = fopen(name, "wb")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/
{
printf("cannot open file\n");
exit();
}
for (i = ; i < n; i++)
if (fwrite(&score[i], sizeof(struct student_score), , fp) != ) /*将一组数据输出到fp所指的文件中*/
printf("file write error\n"); /*如果写入文件不成功，则输出错误*/
fclose(fp); /*关闭文件*/
}
void show(char *name, int n) /*自定义函数show，用于将数据展现到显示屏上*/
{
int i;
FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/
if ((fp = fopen(name, "rb")) == NULL) /*以只读方式打开指定文件*/
{
printf("cannot open file\n");
exit();
} for (i = ; i < n; i++)
{
fread(&score[i], sizeof(struct student_score), , fp); /*从fp所指向的文件读入数据存到数组score中*/
printf("%-10s%4d%4d%4d%4d\n", score[i].name, score[i].num,
score[i].China, score[i].Math, score[i].English);
}
fclose(fp); /*以只写方式打开指定文件*/
}
main()
{
int i, n; /*变量类型为基本整型*/
char filename[]; /*数组为字符型*/
printf("how many students in your class?\n");
scanf("%d", &n); /*输入学生数*/
printf("please input filename:\n");
scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/
printf("please input name,number,China,math,English:\n");
for (i = ; i < n; i++) /*输入学生成绩信息*/
{
printf("NO%d", i + );
scanf("%s%d%d%d%d", score[i].name, &score[i].num, &score[i].China,
&score[i].Math, &score[i].English);
save(filename, n); /*调用函数save*/
} show(filename, n); /*调用函数show*/
}
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：
#include <stdio.h>
struct student_type /*定义结构体存储学生信息*/
{
char name[];
int num;
int age;
}stud[];
void save(char *name, int n) /*自定义函数save*/
{
FILE *fp;
int i;
if ((fp = fopen(name, "wb")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/
{
printf("cannot open file\n");
exit();
}
for (i = ; i < n; i++)
if (fwrite(&stud[i], sizeof(struct student_type), , fp) != ) /*将一组数据输出到fp所指的文件中*/
printf("file write error\n"); /*如果写入文件不成功，则输出错误*/
fclose(fp); /*关闭文件*/
}
main()
{
int i, n; /*变量类型为基本整型*/
FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/
char filename[]; /*数组为字符型*/
printf("please input filename:\n");
scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/
printf("please input the number of students:\n");
scanf("%d", &n); /*输入学生数*/
printf("please input name,number,age:\n");
for (i = ; i < n; i++) /*输入学生信息*/
{
printf("NO.%d", i + );
scanf("%s%d%d", stud[i].name, &stud[i].num, &stud[i].age);
save(filename, n); /*调用函数save*/
} if ((fp = fopen(filename, "rb")) == NULL) /*以只读方式打开指定文件*/
{
printf("can not open file\n");
exit();
}
for (i = ; i < n; i += )
{
fseek(fp, i *sizeof(struct student_type), ); /*随着i的变化从文件开始处随机读文件*/
fread(&stud[i], sizeof(struct student_type), , fp); /*从fp所指向的文件读入数据存到数组stud中*/
printf("%-10s%5d%5d\n", stud[i].name, stud[i].num, stud[i].age);
}
fclose(fp); /*关闭文件*/
}
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：
#include <stdio.h>
main()
{
FILE *fp; /*定义一个指向FILE类型结构体的指针变量*/
char str[], s[], filename[]; /*定义数组为字符型*/
printf("please input string!\n");
gets(str); /*获得字符串*/
printf("please input filename:\n");
scanf("%s", filename); /*输入文件所在路径及名称*/
if ((fp = fopen(filename, "wb")) != NULL)
/*以只写方式打开指定文件*/
{
fputs(str, fp); /*把字符数组str中的字符串输出到fp指向的文件*/
fclose(fp);
}
else
{
printf("cannot open!");
exit();
}
if ((fp = fopen(filename, "rb")) != NULL)
{
while (fgets(s, sizeof(s), fp))
/*从fp所指的文件中读入字符串存入s中*/
printf("%s", s);
/*将字符串输出*/ fclose(fp); /*关闭文件*/
}
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：
#include <stdio.h>
main()
{
FILE *in,*out; /*定义两个指向FILE类型结构体的指针变量*/
char ch, infile[], outfile[]; /*定义数组及变量为基本整型*/
printf("Enter the infile name:\n");
scanf("%s", infile); /*输入将要被复制的文件所在路径及名称*/
printf("Enter the outfile name:\n");
scanf("%s", outfile); /*输入新建的将用于复制的文件所在路径及名称*/
if ((in = fopen(infile, "r")) == NULL) /*以只写方式打开指定文件*/
{
printf("cannot open infile\n");
exit();
}
if ((out = fopen(outfile, "w")) == NULL)
{
printf("cannot open outfile\n");
exit();
}
ch = fgetc(in);
while (ch != EOF)
{
fputc(ch, out); /*将in指向的文件的内容复制到out所指向的文件中*/
ch = fgetc(in);
}
fclose(in);
fclose(out);
}
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：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void error(int e)/*自定义error函数判断出错的性质*/
{
if(e == )
printf("input error\n");
else
printf("output error\n");
exit(); /* 跳出程序 */
}
main()
{
FILE *in, *out; /*第一两个文件类型指针in和out*/
int tab, i;
char ch, filename1[], filename2[];
printf("please input the filename1:");
scanf("%s", filename1); /*输入文件路径及名称*/
printf("please input the filename2:");
scanf("%s", filename2); /*输入文件路径及名称*/
if ((in = fopen(filename1, "rb")) == NULL)
{
printf("can not open the file %s。\n", filename1);
exit();
}
if ((out = fopen(filename2, "wb")) == NULL)
{
printf("can not open the file %s。\n", filename2);
exit();
}
tab = ;
ch = fgetc(in); /*从指定的文件中读取字符*/
while (!feof(in))
/*检测是否有读入错误*/
{
if (ferror(in))
error();
if (ch == '\t')
/*如果发现制表符，则输出相同数目的空格符*/
{
for (i = tab; i < ; i++)
{
putc(' ', out);
if (ferror(out))
error();
}
tab = ;
}
else
{
putc(ch, out);
if (ferror(out))
/*检查是否有输出错误*/
error();
tab++;
if (tab == )
tab = ;
if (ch == '\n' || ch == '\r')
tab = ;
}
ch = fgetc(in);
} fclose(in);
fclose(out);
}
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：
#include <stdio.h>
main()
{
char ch, filename1[], filename2[]; /*数组和变量的数据类型为字符型*/
FILE *fp1, *fp2; /*定义两个指向FILE类型结构体的指针变量*/
printf("please input filename1:\n");
scanf("%s", filename1); /*输入文件所在路径及名称*/
if ((fp1 = fopen(filename1, "a+")) == NULL) /*以读写方式打开指定文件*/
{
printf(" cannot open\n");
exit();
}
printf("file1:\n");
ch = fgetc(fp1);
while (ch != EOF)
{
putchar(ch); /*将文件1中的内容输出*/
ch = fgetc(fp1);
}
printf("\nplease input filename2:\n");
scanf("%s", filename2); /*输入文件所在路径及名称*/
if ((fp2 = fopen(filename2, "r")) == NULL) /*以只读方式打开指定文件*/
{
printf("cannot open\n");
exit();
}
printf("file2:\n");
ch = fgetc(fp2);
while (ch != EOF)
{
putchar(ch); /*将文件2中的内容输出*/
ch = fgetc(fp2);
}
fseek(fp2, 0L, ); /*将文件2中的位置指针移到文件开始处*/
ch = fgetc(fp2);
while (!feof(fp2))
{
fputc(ch, fp1); /*将文件2中的内容输出到文件1中*/
ch = fgetc(fp2); /*继续读取文件2中的内容*/
}
fclose(fp1); /*关闭文件1*/
fclose(fp2); /*关闭文件2*/
}
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：
#include <stdio.h>
main()
{
FILE *fp1, *fp2; /*定义两个指向FILE类型结构体的指针变量*/
char filename1[], filename2[], ch; /*定义数组及变量为字符型*/
long character, space, other, digit; /*定义变量为长整形*/
character = space = digit = other = ; /*长整形变量的初值均为0*/
printf("Enter file name \n");
scanf("%s", filename1); /*输入要进行统计的文件的路径及名称*/
if ((fp1 = fopen(filename1, "r")) == NULL)
/*以只读方式打开指定文件*/
{
printf("cannot open file\n");
exit();
}
printf("Enter file name for write data:\n");
scanf("%s", filename2); /*输入文件名即将统计结果放到那个文件中*/
if ((fp2 = fopen(filename2, "w")) == NULL) /*以可写方式要存放统计结果的文件*/
{
printf("cannot open file\n");
exit();
}
while ((ch = fgetc(fp1)) != EOF) /*知道文件内容结束处停止while循环*/
if (ch >= 'A' && ch <= 'Z' || ch >= 'a' && ch <= 'z')
character++; /*当遇到字母时字符个数加1*/
else if (ch == ' ')
space++; /*当遇到空格时空格数加1*/
else if (ch >= '' && ch <= '')
digit++; /*当遇到数字时数字数加1*/
else
other++; /*当是其他字符时其他字符数加1*/
close(fp1); /*关闭fp1指向的文件*/
fprintf(fp2, "character:%ld space:%ld digit:%ld other:%ld\n", character,
space, digit, other); /*将统计结果写入fp指向的磁盘文件中*/
fclose(fp2); /*关闭fp2指向的文件*/
}
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。