[C++知识库]C语言文件

常见硬件设备所对应的文件

• 文件是数据源的一种，除了文件，还有数据库、网络、键盘等；数据传递到内存也就是保存到C语言的变量（例如整数、字符串、数组、缓冲区等）。我们把数据在数据源和程序（内存）之间传递的过程叫做数据流(Data Stream)。相应的，数据从数据源到程序（内存）的过程叫做输入流(Input Stream)，从程序（内存）到数据源的过程叫做输出流(Output Stream)。
• 输入输出（Input output，IO）是指程序（内存）与外部设备（键盘、显示器、磁盘、其他计算机等）进行交互的操作。几乎所有的程序都有输入与输出操作，如从键盘上读取数据，从本地或网络上的文件读取数据或写入数据等。通过输入和输出操作可以从外界接收信息，或者是把信息传递给外界。
• 我们可以说，打开文件就是打开了一个流。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 100
int main() {
    FILE *fp;
    char str[N + 1];
    //判断文件是否打开失败
    if ( (fp = fopen("d:\\demo.txt", "rt")) == NULL ) {
        puts("Fail to open file!");
        exit(0);
    }
    //循环读取文件的每一行数据
    while( fgets(str, N, fp) != NULL ) {
        printf("%s", str);
    }
   
    //操作结束后关闭文件
    fclose(fp);
    return 0;
}

文本文件和二进制文件的区别

根据我们以往的经验，文本文件通常用来保存肉眼可见的字符，比如.txt文件、.c文件、.dat文件等，用文本编辑器打开这些文件，我们能够顺利看懂文件的内容。
二进制文件通常用来保存视频、图片、程序等不可阅读的内容，用文本编辑器打开这些文件，会看到一堆乱码，根本看不懂。
但是从物理上讲，二进制文件和字符文件并没有什么区别，它们都是以二进制的形式保存在磁盘上的数据。
我们之所以能看懂文本文件的内容，是因为文本文件中采用的是 ASCII、UTF-8、GBK 等字符编码，文本编辑器可以识别出这些编码格式，并将编码值转换成字符展示出来。
而二进制文件使用的是 mp4、gif、exe 等特殊编码格式，文本编辑器并不认识这些编码格式，只能按照字符编码格式胡乱解析，所以就成了一堆乱七八糟的字符，有的甚至都没见过。

fopen() 中的文本方式和二进制方式

在C语言中，二进制方式很简单，读取文件时，会原封不动的读出文件的全部內容，写入数据时，也是把缓冲区中的內容原封不动的写到文件中。文本方式和二进制方式并没有本质上的区别，只是对于换行符的处理不同。
总起来说，对于 Windows 平台，为了保险起见，我们最好用"t"来打开文本文件，用"b"来打开二进制文件。对于 Linux 平台，使用"r"还是"b"都无所谓，既然默认是"r"，那我们什么都不写就行了。

字符形式

#include<stdio.h>
int main(){
    FILE *fp;
    char ch;
  
    //如果文件不存在，给出提示并退出
    if( (fp=fopen("D:\\demo.txt","rt")) == NULL ){
        puts("Fail to open file!");
        exit(0);
    }
    //每次读取一个字节，直到读取完毕
    while( (ch=fgetc(fp)) != EOF ){
        putchar(ch);
    }
    putchar('\n');  //输出换行符
    if(ferror(fp)){
        puts("读取出错");
    }else{
        puts("读取成功");
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

#include<stdio.h>
int main(){
    FILE *fp;
    char ch;
    //判断文件是否成功打开
    if( (fp=fopen("D:\\demo.txt","wt+")) == NULL ){
        puts("Fail to open file!");
        exit(0);
    }
    printf("Input a string:\n");
    //每次从键盘读取一个字符并写入文件
    while ( (ch=getchar()) != '\n' ){
        fputc(ch,fp);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

字符串形式

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 100
int main(){
    FILE *fp;
    char str[N+1];
    if( (fp=fopen("d:\\demo.txt","rt")) == NULL ){
        puts("Fail to open file!");
        exit(0);
    }
   
    while(fgets(str, N, fp) != NULL){
        printf("%s", str);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}
将下面的内容复制到 D:\\demo.txt：
C语言中文网
http://c.biancheng.net
一个学习编程的好网站！

#include<stdio.h>
int main(){
    FILE *fp;
    //一百个元素，每个元素的值都是空字符（是\0，不是0）
    char str[102] = {0}, strTemp[100];
    if( (fp=fopen("D:\\demo.txt", "at+")) == NULL ){
        puts("Fail to open file!");
        exit(0);
    }
    printf("Input a string:");
    gets(strTemp);
    //末尾转下一行
    strcat(str, "\n");
    strcat(str, strTemp);
    fputs(str, fp);
    fclose(fp);
    return 0;
}
运行程序，输入C C++ Java Linux Shell，打开 D:\\demo.txt，文件内容为：
C语言中文网
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一个学习编程的好网站！
C C++ Java Linux Shell

数据块形式

#include<stdio.h>
#define N 5
int main(){
    //从键盘输入的数据放入a，从文件读取的数据放入b
    int a[N], b[N];
    int i, size = sizeof(int);
    FILE *fp;
    if( (fp=fopen("D:\\demo.txt", "rb+")) == NULL ){  //以二进制方式打开
        puts("Fail to open file!");
        exit(0);
    }
  
    //从键盘输入数据 并保存到数组a
    for(i=0; i<N; i++){
        scanf("%d", &a[i]);
    }
    //将数组a的内容写入到文件
    fwrite(a, size, N, fp);
    //将文件中的位置指针重新定位到文件开头
    rewind(fp);
    //从文件读取内容并保存到数组b
    fread(b, size, N, fp);
    //在屏幕上显示数组b的内容
    for(i=0; i<N; i++){
        printf("%d ", b[i]);
    }
    printf("\n");
    fclose(fp);
    return 0;
}
运行结果：
23 409 500 100 222↙
23 409 500 100 222

#include<stdio.h>
#define N 2
struct stu{
    char name[10]; //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    float score;  //成绩
}boya[N], boyb[N], *pa, *pb;
int main(){
    FILE *fp;
    int i;
    pa = boya;
    pb = boyb;
    if( (fp=fopen("d:\\demo.txt", "wb+")) == NULL ){
        puts("Fail to open file!");
        exit(0);
    }
    //从键盘输入数据
    printf("Input data:\n");
    for(i=0; i<N; i++,pa++){
        scanf("%s %d %d %f",pa->name, &pa->num,&pa->age, &pa->score);
    }
    //将数组 boya 的数据写入文件
    fwrite(boya, sizeof(struct stu), N, fp);
    //将文件指针重置到文件开头
    rewind(fp);
    //从文件读取数据并保存到数据 boyb
    fread(boyb, sizeof(struct stu), N, fp);
    //输出数组 boyb 中的数据
    for(i=0; i<N; i++,pb++){
        printf("%s  %d  %d  %f\n", pb->name, pb->num, pb->age, pb->score);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}
运行结果：
Input data:
Tom 2 15 90.5↙
Hua 1 14 99↙
Tom  2  15  90.500000
Hua  1  14  99.000000

C语言fscanf和fprintf函数的用法

#include<stdio.h>
#define N 2
struct stu{
    char name[10];
    int num;
    int age;
    float score;
} boya[N], boyb[N], *pa, *pb;
int main(){
    FILE *fp;
    int i;
    pa=boya;
    pb=boyb;
    if( (fp=fopen("D:\\demo.txt","wt+")) == NULL ){
        puts("Fail to open file!");
        exit(0);
    }
    //从键盘读入数据，保存到boya
    printf("Input data:\n");
    for(i=0; i<N; i++,pa++){
        scanf("%s %d %d %f", pa->name, &pa->num, &pa->age, &pa->score);   
    }
    pa = boya;
    //将boya中的数据写入到文件
    for(i=0; i<N; i++,pa++){
        fprintf(fp,"%s %d %d %f\n", pa->name, pa->num, pa->age, pa->score);   
    }
    //重置文件指针
    rewind(fp);
    //从文件中读取数据，保存到boyb
    for(i=0; i<N; i++,pb++){
        fscanf(fp, "%s %d %d %f\n", pb->name, &pb->num, &pb->age, &pb->score);
    }
    pb=boyb;
    //将boyb中的数据输出到显示器
    for(i=0; i<N; i++,pb++){
        printf("%s  %d  %d  %f\n", pb->name, pb->num, pb->age, pb->score);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}
运行结果：
Input data:
Tom 2 15 90.5↙
Hua 1 14 99↙
Tom  2  15  90.500000
Hua  1  14  99.000000

• 如果将 fp 设置为 stdin，那么 fscanf() 函数将会从键盘读取数据，与 scanf 的作用相同；设置为 stdout，那么 fprintf() 函数将会向显示器输出内容，与 printf 的作用相同。

#include<stdio.h>
int main(){
    int a, b, sum;
    fprintf(stdout, "Input two numbers: ");
    fscanf(stdin, "%d %d", &a, &b);
    sum = a + b;
    fprintf(stdout, "sum=%d\n", sum);
    return 0;
}
运行结果：
Input two numbers: 10 20↙
sum=30

C语言rewind和fseek函数

#include<stdio.h>
#define N 3
struct stu{
    char name[10]; //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    float score;  //成绩
}boys[N], boy, *pboys;
int main(){
    FILE *fp;
    int i;
    pboys = boys;
    if( (fp=fopen("d:\\demo.txt", "wb+")) == NULL ){
        printf("Cannot open file, press any key to exit!\n");
        getch();
        exit(1);
    }
    printf("Input data:\n");
    for(i=0; i<N; i++,pboys++){
        scanf("%s %d %d %f", pboys->name, &pboys->num, &pboys->age, &pboys->score);
    }
    fwrite(boys, sizeof(struct stu), N, fp);  //写入三条学生信息
    fseek(fp, sizeof(struct stu), SEEK_SET);  //移动位置指针
    fread(&boy, sizeof(struct stu), 1, fp);  //读取一条学生信息
    printf("%s  %d  %d %f\n", boy.name, boy.num, boy.age, boy.score);
    fclose(fp);
    return 0;
}
运行结果：
Input data:
Tom 2 15 90.5↙
Hua 1 14 99↙
Zhao 10 16 95.5↙
Hua  1  14 99.000000

C语言实现文件复制功能

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int copyFile(char *fileRead, char *fileWrite);
int main(){
    char fileRead[100];  // 要复制的文件名
    char fileWrite[100];  // 复制后的文件名
   
    // 获取用户输入
    printf("要复制的文件：");
    scanf("%s", fileRead);
    printf("将文件复制到：");
    scanf("%s", fileWrite);
    // 进行复制操作
    if( copyFile(fileRead, fileWrite) ){
        printf("恭喜你，文件复制成功！\n");
    }else{
        printf("文件复制失败！\n");
    }
    return 0;
}
/**
* 文件复制函数
* @param    fileRead    要复制的文件
* @param    fileWrite   复制后文件的保存路径
* @return   int         1: 复制成功；2: 复制失败
**/
int copyFile(char *fileRead, char *fileWrite){
    FILE *fpRead;  // 指向要复制的文件
    FILE *fpWrite;  // 指向复制后的文件
    int bufferLen = 1024*4;  // 缓冲区长度
    char *buffer = (char*)malloc(bufferLen);  // 开辟缓存
    int readCount;  // 实际读取的字节数
    if( (fpRead=fopen(fileRead, "rb")) == NULL || (fpWrite=fopen(fileWrite, "wb")) == NULL ){
        printf("Cannot open file, press any key to exit!\n");
        getch();
        exit(1);
    }
    // 不断从fileRead读取内容，放在缓冲区，再将缓冲区的内容写入fileWrite
    while( (readCount=fread(buffer, 1, bufferLen, fpRead)) > 0 ){
        fwrite(buffer, readCount, 1, fpWrite);
    }
    free(buffer);
    fclose(fpRead);
    fclose(fpWrite);
    return 1;
}
运行结果：
要复制的文件：d://1.mp4
将文件复制到：d://2.mp4
恭喜你，文件复制成功！

C语言获取文件大小（长度）

long fsize(FILE *fp){
    long n;
    fpos_t fpos;  //当前位置
    fgetpos(fp, &fpos);  //获取当前位置
    fseek(fp, 0, SEEK_END);
    n = ftell(fp);
    fsetpos(fp,&fpos);  //恢复之前的位置
    return n;
}

在windows平台下

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<conio.h>
long fsize(FILE *fp);
int main(){
    long size = 0;
    FILE *fp = NULL;
    char filename[30] = "D:\\1.mp4";
    if( (fp = fopen(filename, "rb")) == NULL ){  //以二进制方式打开文件
        printf("Failed to open %s...", filename);
        getch();
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
   
    printf("%ld\n", fsize(fp));
    return 0;
}
long fsize(FILE *fp){
    long n;
    fpos_t fpos;  //当前位置
    fgetpos(fp, &fpos);  //获取当前位置
    fseek(fp, 0, SEEK_END);
    n = ftell(fp);
    fsetpos(fp,&fpos);  //恢复之前的位置
    return n;
}

C语言插入、删除、更改文件内容

文件复制函数

/**
 * 文件复制函数
 * @param  fSource       要复制的原文件
 * @param  offsetSource  原文件的位置偏移（相对文件开头），也就是从哪里开始复制
 * @param  len           要复制的内容长度，小于0表示复制offsetSource后边的所有内容
 * @param  fTarget       目标文件，也就是将文件复制到哪里
 * @param  offsetTarget  目标文件的位置偏移，也就是复制到目标文件的什么位置
 * @return  成功复制的字节数
**/
long fcopy(FILE *fSource, long offsetSource, long len, FILE *fTarget, long offsetTarget){
    int bufferLen = 1024*4;  // 缓冲区长度
    char *buffer = (char*)malloc(bufferLen);  // 开辟缓存
    int readCount;  // 每次调用fread()读取的字节数
    long nBytes = 0;  //总共复制了多少个字节
    int n = 0;  //需要调用多少次fread()函数
    int i;  //循环控制变量
    fseek(fSource, offsetSource, SEEK_SET);
    fseek(fTarget, offsetTarget, SEEK_SET);
    if(len<0){  //复制所有内容
        while( (readCount=fread(buffer, 1, bufferLen, fSource)) > 0 ){
            nBytes += readCount;
            fwrite(buffer, readCount, 1, fTarget);
        }
    }else{  //复制len个字节的内容
        n = (int)ceil((double)((double)len/bufferLen));
        for(i=1; i<=n; i++){
            if(len-nBytes < bufferLen){ bufferLen = len-nBytes; }
            readCount = fread(buffer, 1, bufferLen, fSource);
            fwrite(buffer, readCount, 1, fTarget);
            nBytes += readCount;
        }
    }
    fflush(fTarget);
    free(buffer);
    return nBytes;
}
fcopy(fSource, 0, -1, fTarget, 0);

文件内容插入函数

/**
 * 向文件中插入内容
 * @param  fp      要插入内容的文件
 * @param  buffer  缓冲区，也就是要插入的内容
 * @param  offset  偏移量（相对文件开头），也就是从哪里开始插入
 * @param  len     要插入的内容长度
 * @return  成功插入的字节数
**/
int finsert(FILE *fp, long offset, void *buffer, int len){
    long fileSize = fsize(fp);
    FILE *fpTemp;  //临时文件
    if(offset>fileSize || offset<0 || len<0){  //插入错误
        return -1;
    }
    if(offset == fileSize){  //在文件末尾插入
        fseek(fp, offset, SEEK_SET);
        if(!fwrite(buffer, len, 1, fp)){
            return -1;
        }
    }
    if(offset < fileSize){  //从开头或者中间位置插入
        fpTemp = tmpfile();
        fcopy(fp, 0, offset, fpTemp, 0);
        fwrite(buffer, len, 1, fpTemp);
        fcopy(fp, offset, -1, fpTemp, offset+len);
        freopen(FILENAME, "wb+", fp );
        fcopy(fpTemp, 0, -1, fp, 0);
        fclose(fpTemp);
    }
   
    return 0;
}

文件内容删除函数

int fdelete(FILE *fp, long offset, int len){
    long fileSize = getFileSize(fp);
    FILE *fpTemp;
    if(offset>fileSize || offset<0 || len<0){  //错误
        return -1;
    }
    fpTemp = tmpfile();
    fcopy(fp, 0, offset, fpTemp, 0);  //将前offset字节的数据复制到临时文件
    fcopy(fp, offset+len, -1, fpTemp, offset);  //将offset+len之后的所有内容都复制到临时文件
    freopen(FILENAME, "wb+", fp );  //重新打开文件
    fcopy(fpTemp, 0, -1, fp, 0);
    fclose(fpTemp);
    return 0;
}