C 语言中的文件处理

在本教程中，您将通过示例掌握有关 C 语言文件和文件操作的所有知识。您将了解什么是文件、如何打开和关闭文件，以及通过 C 编程读写文件的一些基本方法。

什么是文件？

文件是具有特定名称的字节集合。确切地说，文件是系统存储上的一个命名位置，用于存储相关数据以供将来使用。数据可以是任何东西，如简单的文本文件、视频或音频文件，或任何复杂的可执行程序。我们使用文件系统在硬盘等非易失性内存中实现持久存储。

为什么在 C 语言中使用文件？

当我们编译和运行一个程序时，我们肯定会得到一个输出。一旦我们退出程序，所有的输入和输出都会从内存中被清除。I/O 函数帮助我们将这些数据以文件的形式存储在硬盘或可移动磁盘上，从而确保数据的永久存储。另一个原因是，在处理大量数据时，文件很容易操作，因为将大量数据输入程序根本不被认为是一种好的做法。存储在文件中的数据可以使用文件命令进行访问。此外，文件在计算机之间传输也很方便。

文件类型

文件分为两种类型

1. 二进制文件是包含非文本值（如图像、音频等）的文件。通常，二进制文件包含以零和一形式表示的对象。二进制文件是您计算机中的 .bin 文件，它们对用户不友好，因此不可读，但提供了高安全性。
2. 文本文件是包含构造成行的文本值的文件。简而言之，一个文本文件包含多行文本值。每行都以一个称为行尾（End of Line）的特殊字符结束，并且通常以 .txt 扩展名保存。

C 语言中的文件操作

下面列出了在处理文件时需要执行的 4 种基本操作。它们按处理顺序列出。

1. 创建一个新文件
2. 打开一个现有文件
3. 读取或写入操作
4. 关闭一个已打开的文件

文件处理流程图
 

如何打开文件？

由于文件存储在磁盘上，我们需要通过声明一个文件类型的指针在文件和程序之间建立链接，如下所示。

FILE *fptr; 
 

然后我们可以先打开一个文件以便读取或写入它。fopen() 函数通常用于完成这项工作。它告诉操作系统打开文件名以及打开它的原因。如果操作系统成功做到这一点，它会将文件第一个字节的地址作为指向文件结构的指针发送回来。该函数的原型是

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

其中

• filename 给出要打开的文件的名称，
• mode 表示文件的打开模式（r、w、a - 读取、写入、追加）

假设我们想以读取目的打开一个名为“Data.dat”的文件。在这种情况下，参数将是

FILE *fptr; 
fptr= fopen("DATA.dat", "r");
 

这里的“r”表示文件将是只读的。显然，参数的第二个参数决定了文件的属性。
这是显示不同文件打开模式的表格。
 

如何关闭文件？

在读取或写入后，我们必须关闭它，fclose() 函数负责这项工作。该函数的原型在 <stdio.h> 头文件中声明。

fclose(fp);
 

该函数使用 fp，一个指向 FILE 结构的指针，与 fopen 函数完全相似。当我们将数据写入文件时，它首先存储在缓冲区中。当缓冲区变满或编译器遇到 fclose() 函数时，数据才真正写入磁盘。

如何从文件中读取和写入？

有几个函数可用于从文件中读取数据和向文件中写入数据。下面将这些函数列表化以便于理解。

写入文本文件

要向文本文件写入内容，最简单的是 putc。其原型如下：

putc (int ch, FILE *stream); 
 

这里是一个例子，说明了该函数的应用。

#include <stdio.h>
main()
{
   FILE *fp; 
   char ch; 
   fp= fopen ("FILE.txt", "w");
   while ((ch=getche()) != '\r') 
       putc (ch, fp);
}
 

在这个程序中，getche 会接收单个字符输入并将其存储在变量 ch 中。putc 将使用文件指针 fp 将该字符写入目标文件“FILE.txt”。

fputs 是另一个函数，能够一次性将一个字符串写入文件。其语法是

fputs (const char *str,  FILE *stream);
 

从文本文件读取

fgetc 函数是读取文件内数据的最简单工具。该函数的原型是

fgetc(FILE *stream);
 

我们可以使用 'while 循环' 来读取多个字符。

while ((ch= fgetc (fp)) !=EOF) 
   printf ("%c", ch); 
 

就像 'fputs' 一样，有一个名为 'fgets' 的函数。如果输入流引用有 'n' 个字符，那么它将能够读取 (n-1) 个字符。

从文本文件读取的示例

假设我们有一个名为 myfile.txt 的文件，如下所示，其中包含一些数据。

让我们编写一个简单的 C 程序，使用 fgetc 来读取该文件。
 

#include<stdio.h>

void main()
{
    FILE *fp;
    char c;

    fp=fopen("myfile.txt","r");

    while((c=fgetc(fp))!=EOF){
    printf("%c",c);
}
fclose(fp);
}

 

该程序输出文件 myfile.txt 中包含的数据，并且在控制台上打印的输出是

This is how we read data in a file using C programming.

二进制 I/O 函数

到目前为止，我们已经讨论了文本文件。但是我们也可以通过 C 编程来读取、写入或编辑二进制文件。在这种情况下，第二个参数是 'rb' 而不是 'r'。同样，'w' 被 'wb' 替换。

fp= fopen ("binary.bin", "rb");
 

在文本文件中，'\n'被视为单个字符，而在二进制文件中它被视为两个连续的字符。此外，我们不能在二进制文件的末尾添加任何“文件结束”字符。

'fread' 和 'fwrite' 是基本函数，主要用于读写这类文件。它们的原型是

size_t fwrite (void *buf,  int size,  int, count,  FILE *fp); 
 

and

size_t fread (void *buf,  int size,  int, count,  FILE *fp);
 

• Buffer：简称 buf，是一个指针，包含数据将被存储的地址。缓冲区是临时存储数据的内存位置。
• Size：要读取或写入的每个元素的大小（以字节为单位）
• Count：要读取或写入的元素数量
• Stream：指向要从中读取或写入数据的 FILE 对象的指针。

检查下面的程序，它写入结构体
 

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct Book
{
    char Title[20];
    int price;
};

int main()
{
    struct Book B;
    FILE *fp;

    fp=fopen("Book.txt","wb");
    if(fp==NULL)
    {
        printf("Error: Cannot open file");
        exit(1);
    }

    printf("\n Enter the title of the book:");
    gets(B.Title);
    printf("\n Enter the price of the book:");
    fflush(stdin);
    scanf("%d",&B.price);

    fwrite(&B,sizeof(struct Book),1,fp);
    printf("Data is stored in th file successfully in binary format");
    fclose(fp);
    return 0;
}

 

输出

Enter the title of the book:Alchemist

Enter the price of the book:1500

Data is stored in the file successfully in binary format

在上面的程序中，我们创建了一个名为 Book 的结构体，其成员为 Title 和 Price。在 main 函数中，我们声明了一个文件指针 fp，并打开了 Book.txt 文件以写入书的标题和价格。但我们需要以二进制格式存储数据，所以我们使用了 fwrite() 函数。之后，您可以转到文件位置，检查文件内部存储了哪些详细信息。由于详细信息是以二进制格式存储的，您只能读取少量数据。

为了以二进制格式读取数据，您可以使用 fread() 函数，如下面的程序所示。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct Book
{
    char Title[20];
    int price;
};

int main()
{
    struct Book B;
    FILE *fp;

    fp=fopen("Book.txt","rb");
    if(fp==NULL)
    {
        printf("Error: Cannot open file");
        exit(1);
    }

    fread(&B,sizeof(struct Book),1,fp);
    printf("\nTITLE OF BOOK : %s",B.Title);
    printf("\nPRICE OF BOOK : %d",B.price);
    fclose(fp);

}

 

输出

TITLE OF BOOK : Alchemist
PRICE OF BOOK : 1500