标准库文件操作(全)
一、打开一个流
这三个函数的区别是:
(1)fopen打开路径名由pathname指示的一个文件
(2)freopen常用于一个打开的流重新定向。比如stdout是标准输出，我们可以把它重定向到由path指定的一个文件。
(3)fdopen取一个现存的文件描述符,并使一个标准的I/O流与该描述符相结合。
总结如下:
二、一步步探究
A.fopen函数
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *fp;
if((fp = fopen("cyg_r.txt","r")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
}
printf("___________________________________\n\n");
if((fp = fopen("cyg_r .txt","r ")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
}
printf("___________________________________\n\n");
if((fp = fopen("cyg_w.txt","w")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
}
printf("___________________________________\n\n");
if((fp = fopen("cyg_w .txt","w ")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
}
printf("___________________________________\n\n");
if((fp = fopen("cyg_a.txt","a")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
}
printf("___________________________________\n\n");
if((fp = fopen("cyg_a .txt","a ")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
}
return 0;
}
从以上的探究发现，对于r和r 文件必须存在，否则出错，而对于 w,w 和a,a 如果文件不存则会新建。
B.freopen()函数
#include <stdio.h>
int main()
{
FILE *fp;
char ch;
int i = 0;
if((fp = freopen("test.txt","w",stdout)) == NULL)
{
perror("fail to freopen");
}
printf("hello word\n");
//恢复标准输出到终端
if((fp = freopen("/dev/tty","w",stdout)) == NULL)
{
perror("fail to freopen");
}
if((fp = freopen("test.txt","r",stdin)) == NULL)
{
perror("fail to freopen");
}
do
{
ch = getchar();
putchar(ch);
}while(ch != '\n');
//恢复标准输入到键盘
if((fp = freopen("/dev/tty","r",stdin)) == NULL)
{
perror("fail to freopen");
}
ch = getchar();
printf("ch = %c\n",ch);
return 0;
}
三、关闭一个流
a.fclose()调用成功返回0,失败返回EOF,并设置errno
b.在该文件被关闭之前，刷新缓存中的数据。如果标准I/O库已经为该流自动分配了一个缓存，则释放此缓存。
c.当一个进程正常终止时(直接调用exit函数，或从main函数返回)，则所有带未写缓存数据的标准I/O流都被刷新，所有打开的标准I/O流都被关闭
d.在调用fclose()关闭流后对流进行的任何操作，包括再次调用fclose(),其结果都将是未知的。
四、读和写流
一旦打开了流，则可在三种不同类型的非格式化I/O中进行选择，对其进行读、写操作 。
(1)每次一个字符的I/O。使用fgetc()和fputc()一次读或写一个字符，如果流逝带缓存的，则标准I/O函数处理所有缓存。
A.这三个函数的返回:若成功则为读取的一个字符，若已处文件尾端或出错则为EOF
B.函数getchar()等同于getc(stdin)
注意：不管是出错还是到达文件尾端，这三个函数都返回同样的值。为了区分这两种不同的情况，必须调用ferror()或feof()。
C.getc()的实现是一个宏，而fgetc()是一个函数
从上面观察我们发现，这几个函数都是用来读取一个字符的，但是返回值都是int,为什么要这样做呢?我们看下面的探究
<1>字节的读取
在正常情况下，fgetc或getc以unsigned char的方式读取文件流，扩张为一个整数，并返回。也就是说,fgetc或getc从文件流中取一个字节，并加上24个0，称为一个小于256的整数，然后返回。
int c;
while((c = fgetc(rfp)) != -1)//-1就是EOF
fputc(c,wfp);
上面fputc中的c虽然是整数，但在fputc将其写入文件流之前，又把整数的高24位去掉了，因此fgetc,fputc配合能够实现文件复制。
<2>判断文件结束
多数人认为文件中有一个EOF,用于表示文件的结尾。但这个观点实际上是错误的，在文件所包含的数据中，并没有什么文件结束符。对fgetc或getc而言，如果不能从文件中读取，则返回一个整数-1，这就是所谓的EOF,返回 EOF无非是出现了两种情况，一是文件已经读完；二是文件读取出错，反正是读不下去了。
注意：在正常读取的情况下，返回的整数均小于256,,即0x00-0xff，而读不出返回的是0xffffffff，但，假如你用fputc把0xffffffff向文件里头写，高24位被屏蔽，写入的将是0xff
<3>0xff会使我们混淆吗?
不会，前提是，接收返回值的c要按原型定义为int。
如果下一个读取的字符将为oxff,则
int c;
c = fgetc(rfp);//c = 0x000000ff
if(c != -1)//当然不等，-1是0xffffffff
fputc(c,wfp);//oxff写入成功
注意：字符0xff，其本身并不是EOF
<4>将c定义为char
假定下一个读取的字符为0xff则
char c;
c = fgetc(rfp);//fgetc(rfp)的值为0x000000ff,暗中降为字节，c =0xff
if(c != -1)//字符与整数比较？c被带符号(signed)扩展为0xffffffff,条件成立，文件复制提前结束
fputc(c,wfp);
<5>将c定义为unsigned char
unsigned char c;
c =fgetc(rfp);
if(c != -1)//此时条件将恒成立，因为c是一个无符号数，不可能是-1的。
fputc(c,wfp);
<6>为何需要feof?
fgetc返回-1时，我们任然无法确信文件已经结束，因为可能是读取错误！这时我们需要feof和ferror。
FILE *fp,fp指向一个很复杂的数据结构，feof是通过这个结构中的标志来判断文件是否结束的。如果文件用fgetc读取，刚好把最后一个字符读出时，fp中的EOF标志不会打开，这时用feof判断，将会得到文件尚未结束的结论。
A.putchar(c)等价于putc(c,stdout)
B.出错返回EOF
C.getc()/getchar()/putc()/putchar()实现为宏，fgetc()/fputc()实现为函数
案例:
#include <stdio.h>
FILE *open_file(const char *name,const char *mode)
{
FILE *fp;
if((fp = fopen(name,mode)) == NULL)
{
perror("Fail to fopen");
return NULL;
}
return fp;
}
int do_copy(FILE *src_fp,FILE *dest_fp)
{
int ch;
while((ch = fgetc(src_fp)) != EOF)
{
fputc(ch,dest_fp);
}
if(feof(src_fp))
{
printf("We have read end of file\n");
return 0;
}else{
printf("Read file error!\n");
return -1;
}
}
int main(int argc,char *argv[])
{
FILE *rfp,*wfp;
if(argc < 2)
{
fprintf(stderr,"usage : %s src_file dest_file\n",argv[0]);
return -1;
}
if((rfp = open_file(argv[1],"r")) == NULL)
{
return -1;
}
if((wfp = open_file(argv[2],"w")) == NULL)
{
return -1;
}
if(do_copy(rfp,wfp) < 0)
{
return -1;
}
return 0;
}
(2)每次一行的I/O。使用fgets和fputs一次读或写
A.函数原型:
B.函数解释
C.函数返回值
总结:
fgets在三种情况下，会结束读取
<1>成功读取了size-1个字符
<2>读取的时候遇到'\n'
<3>读到文件尾
这三种情况下，fgets都必在一件事情，就是在结束的时候，都会加上'\0'
fgets()返回值为NULL时，可能流中没有字符可读了，可能读取出错
A.函数原型
B.函数解释
C.函数返回值
总结:
fputs函数是将一个字符串写入流，但是不会将'\0'进行写入
案例探究:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char buf[15] = "aaa\0bbb\ncccccc";
FILE *fp;
int i = 0;
char testbuf[20];
if((fp = fopen("test.txt","w+")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
return -1;
}
for(i = 0;i <sizeof(buf);i ++)
fputc(buf[i],fp);
memset(testbuf,'b',sizeof(testbuf));
fseek(fp,0,SEEK_SET);
system("od -c test.txt");
if(fgets(testbuf,sizeof(testbuf),fp) == NULL)
{
perror("fail to testbuf");
}
putchar('\n');
for(i = 0;i < sizeof(testbuf);i ++)
{
printf("%3d",testbuf[i]);
}
printf("\n\n");
fputs(testbuf,fp);
fflush(fp);
system("od -c test.txt");
return 0;
}
从上面我们可以看到，fgets函数在读取文件的时候，遇到'\n'结束，并在最后面加上了'\0';
fputs函数对testbuf数组中内容进行输入时，只输入了'\0'之前的字符
gets()与puts()
A.函数原型:char *gets(char *buffer);
gets()函数是一个不推荐使用的函数。功能:从stdin流中读取字符串，直至接受到换行符或EOF时停止，并将读取的结果存放在 buffer指针所指向的字符数组中。换行符不作为读取串的内容，读取的换行符被转换为NULL值，并由此来结束字符串。
注意:
<1>本函数可以无限读取。不会判断上限，所以程序员应该确保buffer的空间足够大，以便在执行读操作时不发生溢出。
<2>gets(s)与scanf("%s",s)相似，但完全不同，使用scanf("%s",s)函数输入字符串时存在一个问题，就是如果输入了空格会认为字符串结束，空格后的字符将作为下一个输入项处理，但gets()函数将接收输入的整个字符串直到遇到换行符为止。
B.函数原型:int puts(const char *s)
函数解释:
此函数比gets安全，它的功能是把s指向的字符串输出到stdout,并在最后加上换行符。
(3)直接I/O。fread和fwrite函数支持这种类型的I/O。每次I/O操作读或写某种数量的对象，而每个对象具有指定的长度。这两个函数常用于从二进制文件中读或写一个结构。
A.函数原型
B.函数解释
C.函数返回值
#include <stdio.h>
#define MAX 50
FILE *open_file(const char *name,const char *mode)
{
FILE *fp;
if((fp = fopen(name,mode)) == NULL)
{
perror("Fail to fopen");
return NULL;
}
return fp;
}
int do_copy(FILE *src_fp,FILE *dest_fp)
{
char buf[MAX];
int n;
while( (n = fread(buf,sizeof(char),sizeof(buf),src_fp)) == sizeof(buf))
{
fwrite(buf,1,n,dest_fp);
}
if(feof(src_fp))
{
fwrite(buf,sizeof(char),n,dest_fp);
printf("Read end of file\n");
}else{
printf("Read error!\n");
return -1;
}
return 0;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
FILE *rfp,*wfp;
if(argc < 2)
{
fprintf(stderr,"usage : %s src_file dest_file\n",argv[0]);
return -1;
}
if((rfp = open_file(argv[1],"r")) == NULL)
{
return -1;
}
if((wfp = open_file(argv[2],"w")) == NULL)
{
return -1;
}
if(do_copy(rfp,wfp) < 0)
{
return -1;
}
return 0;
}五、定位流
fseek函数是用来定位流的文件指示器的位置的，其中whence有三个参数
SEEK_SET从文件头开始
SEEK_CUR从文件指示器当前位置开始
SEEK_END从文件尾开始
如:
fseek(fp,0,SEEK_SET);将文件指示器定位到文件头
fseek(fp,35,SEEK_CUR);将文件指示器从当前位置向后移动35byte;
fseek(fp,0,SEEK_END);将文件指示器定位到文件尾部
ftell函数用来获得文件指示器当前位置
rewind函数用来将文件指示器重新定位到文件头
fgetpos和fsetpos函数相当于ftell和fseek(whence设置为SEEK_SET)的另一种写法，读取文件当前位置并保存在pos中，或用pos指向的值设置当前文件位置。
案例:将一个文件的前一半放到file1中，后一半放到file2中
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAX 10
int main(int argc,char *argv[])
{
FILE *rfp,*wfp1,*wfp2;
int file_size = 0,count = 0,nsize = 0;
char buf[MAX];
if(argc < 4)
{
fprintf(stderr,"usage : %s file\n",argv[0]);
return -1;
}
if((wfp1 = fopen(argv[2],"w+")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
return -1;
}
if((wfp2 = fopen(argv[3],"w")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
return -1;
}
if((rfp = fopen(argv[1],"r")) == NULL)
{
perror("fail to fopen");
return -1;
}
fseek(rfp,0,SEEK_END);
file_size = ftell(rfp);
printf("file_size = %d\n",file_size);
//fseek(rfp,0,SEEK_SET);
rewind(rfp);
/*
while(fgets(buf,sizeof(buf),rfp) != NULL)
{
count += strlen(buf);
if(count <= file_size/2)
fputs(buf,wfp1);
else
fputs(buf,wfp2);
}
*/
int ch;
while((ch = fgetc(rfp)) != EOF)
{
count ++;
if(count <= file_size/2)
fputc(ch,wfp1);
else
fputc(ch,wfp2);
}
if(!feof(rfp))
{
printf("Read %s file error!\n",argv[1]);
return -1;
}
return 0;
}编译运行：
五、格式化I/O
A.格式化输出
printf函数将格式化数据写到标准输出，fprintf写至指定的流，sprintf将格式化的字符输入数组buf中 。fprintf在该数组的尾端自动加一个NULL字节，但该字节不包括在返回值中。
运行结果:
B.格式化输入
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