C语言进阶⑱(文件上篇)(动态通讯录写入文件)(文件指针+IO流+八个输入输出函数)fopen+fclose(上)

简介: C语言进阶⑱(文件上篇)(动态通讯录写入文件)(文件指针+IO流+八个输入输出函数)fopen+fclose

1. 为什么使用文件

前面学习结构体时,写了通讯录的程序,当通讯录运行起来的时候,可以给通讯录中增加、

删除数据,此时数据是存放在内存中,当程序退出的时候,通讯录中的数据自然就不存在了

等下次运行通讯录程序的时候,数据又得重新录入,如果使用这样的通讯录就很难受。

既然是通讯录就应该把信息记录下来,只有我们选择删除数据的时候,数据才不复存在。

这就涉及到了数据持久化的问题,一般数据持久化的方法有,把数据存放在磁盘文件、

存放到数据库等方式。使用文件可以将数据直接存放在电脑的硬盘上,做到了数据的持久化。

2. 什么是文件

磁盘上的文件是文件。但是在程序设计中,我们一般谈的文件有两种:程序文件、数据文件(从文件功能的角度来分类的)。

【百度百科】电脑文件,也可以称之为计算机文件,是存储在某种长期储存设备或临时存储设备中的一段数据流,并且归属于计算机文件系统管理之下。所谓“长期储存设备”一般指磁盘、光盘、磁带等。而“短期存储设备”一般指计算机内存。需要注意的是,存储于长期存储设备的文件不一定是长期存储的,有些也可能是程序或系统运行中产生的临时数据,并于程序或系统退出后删除。

简单来讲,就是磁盘上的文件。但是在程序设计中,我们一般谈的文件有两种:程序文件、数据文件(从文件功能的角度来分类的)。

2.1 程序文件

程序文件包括源程序文件(后缀为.c)和目标文件(windows环境后缀为.obj),还有可执行程序(windows环境后缀为.exe)。

2.2 数据文件

文件的内容不一定是程序,而是程序运行时读写的数据,比如程序运行需要从中读取数据的文件,


或者输出内容的文件。本章讨论的是数据文件。在以前各章所处理数据的输入输出都是以终端为对象的,即从终端的键盘输入数据,运行结果显示到显示器上。其实有时候我们会把信息输出到磁盘上,当需要的时候再从磁盘上把数据读取到内存中使用,这里处理的就是磁盘上文件。


随便写一段代码,用于演示:

 
#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("hello,world!\n");
    return 0;
}

随后运行代码(便于生成文件)

那么,什么是程序文件呢?

找到代码路径,打开文件夹双击Dubug查看 “可执行程序” :

这个exe文件就是程序文件。

退回到上层目录,找 “目标文件”:里面也有个Debug双击打开:

这个obj文件也属于程序文件(程序在编译过程中产生的临时文件)


数据文件又是什么呢?在代码路径下创建一个文件:


这里先取后缀为.dat

此时,如果我写的程序在读写这个文件,那么这个文件就成为了数据文件。

本篇下面将对数据文件进行讨论。


2.3 文件名

【百度百科】文件名是文件存在的标识,操作系统根据文件名来对其进行控制和管理。不同的操作系统对文件命名的规则略有不同,即文件名的格式和长度因系统而异。为了方便人们区分计算机中的不同文件,而给每个文件设定一个指定的名称。由文件主名和扩展名组成。

一个文件要有一个唯一的文件标识,以便用户识别和引用。

文件名包含3部分:文件路径+文件名主干+文件后缀

例如: D:\data\TestDemo.txt

为了方便起见,文件标识常被称为文件名


3. 文件的打开和关闭

文件读写之前应该先打开文件,在使用结束后应该关闭文件。

在编写程序的时候,再打开文件的同时,都会返回一个 FILE* 指针变量指向该文件,

也相当于建立了指针和文件的关系。

ANSIC 规定使用 fopen 函数来打开文件, fclose 函数来关闭文件。

3.1 文件指针

【百度百科】在C语言中用一个指针变量指向一个文件,这个指针称为文件指针。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。

缓冲文件系统中,关键的概念是“文件类型指针”,简称“文件指针”。

每个被使用的文件都在内存中开辟了一个相应的文件信息区,用来存放文件的相关信息

(如文件的名字,文件状态及文件当前的位置等)。这些信息是保存在一个结构体变量中的。

该结构体类型是有系统声明的,取名FILE(注意是类型)。

例如,VS2013编译环境提供的 stdio.h 头文件中有以下的文件类型声明:

 
struct _iobuf 
{
    char *_ptr;
    int   _cnt;
    char *_base;
    int   _flag;
    int   _file;
    int   _charbuf;
    int   _bufsiz;
    char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;

注意事项:


① FILE 的结构在不同的C编辑器中包含的内容并不是不完全相同的,但还是颇为相似的。


② 每当打开一个文件时,系统会根据文件的状况自动创建一个 FILE 结构的变量,并填充其中的信息,只要文件被读写发生变化,文件信息区也会跟着发生变化。至于文件变化时文件信息区是怎么变化和修改的,我们其实并不需要关心这些细节,因为C语言已经帮你弄好了。


③ 我们一般会通过一个 FILE 的指针来维护这个 FILE 结构的变量。并不会直接使用,而是拿一个结构体指针指向这个结构,通过这个指针来访问和维护相关的数据,这样使用起来会更加方便。


下面我们可以创建一个FILE*的指针变量:

 
FILE* pf;//文件指针变量

定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使pf指向某个文件的文件信息区

(是一个结构体变量)。通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。也就是说,

通过文件指针变量能够找到与它关联的文件

比如:

3.2 文件的打开和关闭

文件在读写之前应该先打开文件,在使用结束之后应该关闭文件

在编写程序的时候,在打开文件的同时,都会返回一个FILE*的指针变量指向该文件,、也相当于建立了指针和文件的关系。

ANSI C 规定使用fopen函数来打开文件,fclose来关闭文件。头文件:stdlib.h

 
//打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
//关闭文件
int fclose ( FILE * stream );

filename 参数指的是文件名,mode 参数为打开方式,打开方式如下:

代码演示:打开刚刚手动创建的TestDemo.dat文件

 
#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE* pf = fopen("TestDemo.dat", "w");//没有文件会创造一个文件
    // 检查是否为空指针
    if (pf == NULL)
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    /* 写文件略 */
    // 关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL; // 记得将pf置为空指针
    return 0;
}

(代码正常运行)

//如果手动把创建的TestDemo.dat删除,运行程序后出来看就发现创建了一个test.dat文件

之前我们创建的 TestDemo.dat 的路径是在

这个路径下的,如果放在其他路径下可以读吗?

可以,但文件必须在该工程的路径下才行。

可以使用绝对路径,但是要注意转义绝对路径中的斜杠。

 
#include <stdio.h>
int main() 
{
    FILE* pf = fopen("D:\\C\\C_18_file\\C_18_file\\TestDeme.dat", "w"); 
                  // 转移字符\
    if (pf == NULL)// 检查是否为空指针
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    /* 写文件略 */
    // 关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL; // 记得将pf置为空指针
 
    return 0;
}

在磁盘把 TestDemo.dat 文件删除,然后打开方式改成 r 试试看:

 
#include <stdio.h>
int main() 
{
    FILE* pf = fopen("TestDemo.dat", "r");//出错
    // 检查是否为空指针
    if (pf == NULL) 
    {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    /* 写文件略 */
    // 关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL; // 记得将pf置为空指针
    return 0;
}

运行结果如下: (通过刚才的表格可知,如果 r 找不到指定的文件,会导致报错)


注意事项: 不关闭文件的后果:一个程序能够打开的文件是有限的,文件属于一种资源。如果只打开不释放,文件就会被占用。可能会导致一些操作被缓冲在内存中,如果不能正常关闭,缓冲在内存中的数据就不能正常写入到文件中从而导致数据的丢失。

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