File I/O

2022-03-23

4分钟阅读时长

概述

文件输入输出主要包括：

文件打开与关闭
1. 打开函数fopen()
2. 关闭函数fclose()
文件状态
1. 是否到文件尾函数feof()
2. 检查错误函数ferror()
文件读写
1. 读取函数fread()
2. 写入函数fwrite()
文件输入输出
1. 输入函数fscanf()，fgetc()
2. 输出函数fprintf()，fputc()
文件定位
1. rewind()
2. fseek()
3. ftell()

文件的打开与关闭

fopen

#include<stdio.h>
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode)

filename 要打开的文件路径和名称

mode 文件访问模式

模式	描述
"r"	打开一个用于读取的文件。该文件必须存在。
"w"	创建一个用于写入的空文件。如果文件名称与已存在的文件相同，则会删除已有文件的内容文件被视为一个新的空文件。
"a"	追加到一个文件。写操作向文件末尾追加数据。如果文件不存在，则创建文件。
"r+"	打开一个用于更新的文件，可读取也可写入。该文件必须存在。
"w+"	创建一个用于读写的空文件。
"a+"	打开一个用于读取和追加的文件。

注意：添加b参数可指明操作对象是二进制文件。

fclose()

int fclose(FILE *fp)

如果成功关闭文件，fclose( ) 函数返回零，如果关闭文件时发生错误，函数返回EOF(-1)。

该函数实际上，会清空缓冲区中的数据，关闭文件，并释放用于该文件的所有内存。

open()

#include<fcntl.h>
int open(const char *path, int access,int mode)

path 要打开的文件路径和名称
access 访问模式，宏定义和含义如下：
1. O_RDONLY 1 只读打开
2. O_WRONLY 2 只写打开
3. O_RDWR 4 读写打开
还可选择以下模式与以上3种基本模式相与：
1. O_CREAT 0x0100 创建一个文件并打开
2. O_TRUNC 0x0200 打开一个已存在的文件并将文件长度设置为0，其他属性保持
3. O_EXCL 0x0400 未使用
4. O_APPEND 0x0800 追加打开文件
5. O_TEXT 0x4000 打开文本文件翻译CR-LF控制字符
6. O_BINARY 0x8000 打开二进制字符，不作CR-LF翻译
mode 该参数仅在access=O_CREAT方式下使用。

fopen与open的区别

缓冲文件系统与非缓冲系统的区别
1. 缓冲文件系统(fopen) 在内存为每个文件开辟一个缓存区，当执行读操作，从磁盘文件将数据读入内存缓冲区，装满后从内存缓冲区依次读取数据。写操作同理；
  
  借助文件结构体指针对文件管理，可读写字符串、格式化数据、二进制数据；
2. 非缓冲文件系统(open)：通过操作系统的功能对文件进行读写，是系统级的输入输出。 不设文件结构体指针，只能读写二进制文件；
open属于低级IO，fopen属于高级IO；
fopen返回文件指针，在用户态缓存，减少了内核态和用户态的切换；

open返回文件描述符，读写需进行用户态与内核态切换；
open是系统函数，不可移植；

fopen是标准C函数，可移植（猜测是用open封装操作）；
一般地，fopen打开普通文件，open打开设备文件（因为设备文件不可作为流式文件处理）；
fopen适合顺序访问文件；

open适合随机访问文件；

文件状态

feof(FILE *fp)判断文件是否到末尾，若到达文件末尾返回非0；

ferror(FILE *fp)用来检查错误，若为0则未出错，否则出错。

文件的读取与写入

文件写入

int fputc(int c,FILE *fp);

函数fputc()把参数 c 的字符值写入到 fp 所指向的输出流中。

如果写入成功，它会返回写入的字符，如果发生错误，则会返回 EOF。

int fputs(const char *s,FILE *fp)

函数fputs()把一个以 null 结尾的字符串写入到 fp 所指向的输出流中。

int fprintf(FILE *fp,const char *format, ...)

函数fprintf()把一个字符串写入到文件中。

见下面的例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp = NULL;
    fp = fopen("/tmp/test.txt", "w+");
    fprintf(fp, "This is testing for fprintf...\n");
    fputs("This is testing for fputs...\n", fp);
    fclose(fp);
}

文件读取

int fgetc(FILE *fp);

函数fgetc()从 fp 所指向的输入文件中读取一个字符。

返回值是读取的字符，如果发生错误则返回 EOF。

char *fgets(char *buf,int n,FILE *fp)

函数 fgets() 从 fp 所指向的输入流中读取 n - 1 个字符。它会把读取的字符串复制到缓冲区 buf，并在最后追加一个 null 字符来终止字符串。

t特别地，如果这个函数在读取最后一个字符之前就遇到一个换行符 '\n' 或文件的末尾 EOF，则只会返回读取到的字符，包括换行符。

int fscanf(FILE *fp,const char *format, ...)

函数fscanf()从文件中读取字符串，但是在遇到第一个空格和换行符时，它会停止读取。

见下面的例子：

#include <stdio.h>
 
int main()
{
   FILE *fp = NULL;
   char buff[255];
 
   fp = fopen("/tmp/test.txt", "r");
   fscanf(fp, "%s", buff);
   printf("1: %s\n", buff );//只读取This
 
   fgets(buff, 255, (FILE*)fp);
   printf("2: %s\n", buff );//读取is testing for fprintf...
   
   fgets(buff, 255, (FILE*)fp);
   printf("3: %s\n", buff );//This is testing for fputs...
   fclose(fp);
 
}

二进制文件读写

下面两个函数用于二进制输入和输出：

size_t fread(void *ptr, size_t size_of_elements,size_t number_of_elements, FILE *a_file); size_t fwrite(const void *ptr, size_t size_of_elements,size_t number_of_elements, FILE *a_file);

这两个函数都是用于存储块的读写，通常是数组或结构体。简单记法：

fread(buffer,size,count,fp);
fwrite(buffer,size,count,fp)

void *ptr指向的是被写入/被读出的元素（或它的数组的首对象）的指针；
size_t size说明被写入/被读出的元素的大小，大小是字节；
size_t num说明操作的元素的个数；
FILE *fp是指向FILE对象的指针；

文件定位

rewind()

void rewind(FILE *stream)

设置文件位置为给定流stream的文件的开头。

fseek()

int fseek(FILE *stream,long offset,int fromwhere)

函数设置文件指针stream的位置:

如果执行成功，stream将指向以fromwhere为基准，偏移offset个字节的位置。
如果执行失败(比如offset超过文件自身大小)，则不改变stream指向的位置。
取值：SEEK_CUR(当前位置)、 SEEK_END(结尾位置) 或 SEEK_SET(起始位置)

ftell()

long int ftell(FILE *stream)

返回给定流 stream 的当前文件位置。