C语言学习之路（基础篇）—— 文件操作（上）

桃扇骨 2024-03-31 12:33 18阅读 0赞

说明：该篇博客是博主一字一码编写的，实属不易，请尊重原创，谢谢大家！

## 概述 ##

### 1) 磁盘文件和设备文件 ###

*  磁盘文件  
    指一组相关数据的有序集合,通常存储在外部介质(如磁盘)上，使用时才调入内存。
 *  设备文件  
    在操作系统中把每一个与主机相连的输入、输出设备看作是一个文件，把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。

### 2) 磁盘文件的分类 ###

计算机的存储在物理上是二进制的，所以物理上所有的磁盘文件本质上都是一样的：以字节为单位进行顺序存储。

![在这里插入图片描述][0c169e4348b947a3862771832e8fcb0a.png]  
从用户或者操作系统使用的角度（逻辑上）把文件分为：

*  **文本文件：** 基于字符编码的文件
 *  **二进制文件：** 基于值编码的文件

### 3) 文本文件和二进制文件 ###

#### 3.1 文本文件 ####

*  基于字符编码，常见编码有`ASCII`、`UNICODE`等
 *  一般可以使用文本编辑器直接打开
 *  数`5678`的以`ASCII`存储形式(ASCII码)为：（先将`5678`转为`ASCII`码值`53、54、55、56`，再转为二进制）  
    00110101 00110110 00110111 00111000

#### 3.2 二进制文件 ####

*  基于值编码,自己根据具体应用,指定某个值是什么意思
 *  把内存中的数据按其在内存中的存储形式原样输出到磁盘上
 *  数`5678`的存储形式(二进制码)为：
 *  00010110 00101110

## 文件的打开和关闭 ##

### 1) 文件指针 ###

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。

typedef struct
    {
        
    	short           level;	//缓冲区"满"或者"空"的程度 
    	unsigned        flags;	//文件状态标志 
    	char            fd;		//文件描述符
    	unsigned char   hold;	//如无缓冲区不读取字符
    	short           bsize;	//缓冲区的大小
    	unsigned char   *buffer;//数据缓冲区的位置 
    	unsigned        ar;	 //指针，当前的指向 
    	unsigned        istemp;	//临时文件，指示器
    	short           token;	//用于有效性的检查 
    }FILE;

`FILE`是系统使用`typedef`定义出来的有关文件信息的一种结构体类型，结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。

声明`FILE`结构体类型的信息包含在头文件`"stdio.h"`中，一般设置一个指向`FILE`类型变量的指针变量，然后通过它来引用这些`FILE`类型变量。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。  
![在这里插入图片描述][e5657a0fb67c4df2a99988400aa38fb1.png]  
`C`语言中有三个特殊的文件指针由系统默认打开，用户无需定义即可直接使用:

*  **stdin：** 标准输入，默认为当前终端（键盘），我们使用的`scanf`、`getchar`函数默认从此终端获得数据。
 *  **stdout：** 标准输出，默认为当前终端（屏幕），我们使用的`printf`、`puts`函数默认输出信息到此终端。
 *  **stderr：** 标准出错，默认为当前终端（屏幕），我们使用的`perror`函数默认输出信息到此终端。

![在这里插入图片描述][191a3cc1f93c430196b84581d7c34e0b.png]

### 2) 文件的打开 ###

任何文件使用之前必须打开：

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`FILE * fopen(const char * filename, const char * mode);`
 *  功能：打开文件
 *  参数：  
    `filename：`需要打开的文件名，根据需要加上路径  
    `mode：`打开文件的模式设置
 *  返回值：  
    成功：文件指针  
    失败：`NULL`

第一个参数的几种形式：

FILE *fp_passwd = NULL;
    
    //相对路径：
    //打开当前目录passdw文件：源文件(源程序)所在目录
    FILE *fp_passwd = fopen("passwd.txt", "r");
    
    //打开当前目录(test)下passwd.txt文件
    fp_passwd = fopen("./test/passwd.txt", "r");
    
    //打开当前目录上一级目录（相对当前目录）passwd.txt文件
    fp_passwd = fopen("../passwd.txt", "r");
    	
    //绝对路径：
    //打开C盘test目录下一个叫passwd.txt文件
    fp_passwd = fopen("c:/test/passwd.txt","r");

第二个参数的几种形式(打开文件的方式)：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">打开模式</th> 
   <th align="center">含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>r</code>或<code>rb</code></td> 
   <td align="center">以只读方式打开一个文本文件（不创建文件，若文件不存在则报错）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>w</code>或<code>wb</code></td> 
   <td align="center">以写方式打开文件(如果文件存在则清空文件，文件不存在则创建一个文件)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>a</code>或<code>ab</code></td> 
   <td align="center">以追加方式打开文件，在末尾添加内容，若文件不存在则创建文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>r+</code>或<code>rb+</code></td> 
   <td align="center">以可读、可写的方式打开文件(不创建新文件)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>w+</code>或<code>wb+</code></td> 
   <td align="center">以可读、可写的方式打开文件(如果文件存在则清空文件，文件不存在则创建一个文件)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>a+</code>或<code>ab+</code></td> 
   <td align="center">以添加方式打开文件，打开文件并在末尾更改文件,若文件不存在则创建文件</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**注意：**

*  `b`是二进制模式的意思，`b`只是在`Windows`有效，在`Linux`用`r`和`rb`的结果是一样的
 *  `Unix`和`Linux`下所有的文本文件行都是`\n`结尾，而`Windows`所有的文本文件行都是`\r\n`结尾
 *  在`Windows`平台下，以 **“** 文本 **”** 方式打开文件，不加`b`：
 *  当读取文件的时候，系统会将所有的 “`\r\n`” 转换成 “`\n`”
 *  当写入文件的时候，系统会将 “`\n`” 转换成 “`\r\n`” 写入
 *  以 **“** 二进制 **”** 方式打开文件，则读写都不会进行这样的转换
 *  在`Unix/Linux`平台下， **“** 文本 **”** 与 **“** 二进制 **”** 模式没有区别，“`\r\n`” 作为两个字符原样输入输出

**示例1：** 以只读方式打开一个文本文件（不创建文件，若文件不存在则报错）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    
    
    int main()
    {
        	
    	//打开一个文件，成功返回FILE结构体地址，失败返回NULL
    	// 返回的文件流指针标识了打开的那个文件
    	FILE* fp = fopen("hello.txt", "r"); // 只读，不创建文件，若文件不存在则报错
    	if (NULL == fp)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return;
    	}
    
    
    	return 0;
    }

输出结果
    open error: No such file or directory

**示例2：** 以写方式打开文件(如果文件存在则清空文件，文件不存在则创建一个文件)

FILE* fp = fopen("hello.txt", "w"); // 以写方式打开文件(如果文件存在则清空文件，文件不存在则创建一个文件)
    if (NULL == fp)
    {
        
    	perror("open error");
    	return;
    }

![在这里插入图片描述][4fa1687daa94447b94431617a4c3663d.png]

编辑"`hello.txt`"文件，并填写数据后保存，如果再次执行代码，文件内容将被清空

### 3) 文件的关闭 ###

任何文件在使用后应该关闭：

*  打开的文件会占用内存资源，如果总是打开不关闭，会消耗很多内存
 *  一个进程同时打开的文件数是有限制的，超过最大同时打开文件数，再次调用`fopen`打开文件会失败
 *  如果没有明确的调用`fclose`关闭打开的文件，那么程序在退出的时候，操作系统会统一关闭。
 *  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`int fclose(FILE * stream);`
 *  功能：关闭先前fopen()打开的文件。此动作让缓冲区的数据写入文件中，并释放系统所提供的文件资源。
 *  参数：  
    `stream：`文件指针
 *  返回值：  
    成功：`0`  
    失败：`-1`

FILE* fp = fopen("hello.txt", "w"); // 以写方式打开文件(如果文件存在则清空文件，文件不存在则创建一个文件)
    if (NULL == fp)
    {
        
    	perror("open error");
    	return -1;
    }
    fclose(fp);

## 文件的顺序读写 ##

### 1) 按照字符读写文件fgetc、fputc ###

#### 1.1 写文件 ####

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`int fputc(int ch, FILE * stream);`
 *  功能：将`ch`转换为`unsigned char`后写入`stream`指定的文件中
 *  参数：  
    `ch：`需要写入文件的字符  
    `stream：`文件指针
 *  返回值：  
    成功：成功写入文件的字符  
    失败：返回`-1`

**示例1：**清空写入

FILE* fp = fopen("hello.txt", "w"); 
    fputc('a', fp);
    fclose(fp);

**示例2：**追加写入

FILE* fp = fopen("hello.txt", "a"); 
    fputc('b', fp);
    fclose(fp);

**示例3：**清空循环写入

FILE* fp = fopen("hello.txt", "w"); 
    char buf[] = "this is a test for fputc";
    int i = 0;
    int n = strlen(buf);
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        
    	//往文件fp写入字符buf[i]
    	int ch = fputc(buf[i], fp);
    	printf("ch = %c\n", ch);
    }
    fclose(fp);

![在这里插入图片描述][c3f253db93124f33ab551dd92b061b80.png]

#### 1.2 读文件 ####

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`int fgetc(FILE * stream);`  
    功能：从`stream`指定的文件中读取一个字符  
    参数：  
    `stream：`文件指针  
    返回值：  
    成功：返回读取到的字符  
    失败：`-1`

**示例：**读取文件中的内容

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    
    
    int main()
    {
        
    	FILE* fp = fopen("hello.txt", "r");
    	char buf[128] = "";
    	int i = 0;
    	while ((buf[i++] = fgetc(fp)) != -1);
    	printf("%s\n", buf);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][157a62a141e043ca99c9bcb238abc798.png]

#### 1.3 文件结尾 ####

在`C`语言中，`EOF`表示文件结束符(`end of file`)。在`while`循环中以`EOF`作为文件结束标志，这种以`EOF`作为文件结束标志的文件，必须是文本文件。在文本文件中，数据都是以字符的`ASCII`代码值的形式存放。我们知道，`ASCII`代码值的范围是`0~127`，不可能出现`-1`，因此可以用`EOF`作为文件结束标志。

#define EOF     (-1)

**示例：**使用`EOF`作为结束符，存在的问题

// 写入-1
    FILE* fp = fopen("hello.txt", "w");
    if (NULL == fp)
    {
        
    	perror("open error");
    	return -1;
    }
    char buf[10] = {
        97,-1,-2,98,99};
    int i = 0;
    while (buf[i] != 0)
    {
        
    	fputc(buf[i], fp);
    	i++;
    }
    fclose(fp);

![在这里插入图片描述][6e197ede78dc4a74a06d59417edaceb4.png]

int main()
    {
        	
    	FILE* fp = fopen("hello.txt", "r");
    	char buf[128] = "";
    	int i = 0;
    	while ((buf[i++] = fgetc(fp)) != EOF);
    	printf("%s\n", buf);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][53d71c22e70e4386af3396b5e1433844.png]

当把数据以二进制形式存放到文件中时，就会有`-1`值的出现，因此不能采用`EOF`作为二进制文件的结束标志。为解决这一个问题，`ANSI C`提供一个`feof`函数，用来判断文件是否结束。feof函数既可用以判断二进制文件又可用以判断文本文件。

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`int feof(FILE * stream);`
 *  功能：检测是否读取到了文件结尾。判断的是最后一次 **“** 读操作的内容 **”** ，不是当前位置内容(上一个内容)。
 *  参数：  
    `stream：`文件指针
 *  返回值：  
    非`0`值：已经到文件结尾  
    `0：`没有到文件结尾

**示例：**使用`feof`函数来判断文件是否结束

int main()
    {
        	
    	FILE* fp = fopen("hello.txt", "r");
    	char buf[128] = "";
    	int i = 0;
    	do
    	{
        
    		buf[i++] = fgetc(fp);
    	} while (!feof(fp));
    	
    	printf("%s\n", buf);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][8856035a2cd54897b11a81c8823550d6.png]

#### 1.4 强化训练：实现cp、cat命令 ####

**案例1：**拷贝文本文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    
    
    void copyFile(char srcFileName[128], char dstFileName[128])
    {
        
    	// 打开src文件 创建dst文件
    	FILE* fpread = fopen(srcFileName, "r");
    	FILE* fpwrite = fopen(dstFileName, "w");
    	if (NULL == fpread || NULL == fpwrite)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	while (1)
    	{
        	
    		int ch;
    		//  读取src一个字符
    		ch = fgetc(fpread);
    		if (feof(fpread))
    			break;
    		// 写入到dst文件
    		fputc(ch, fpwrite);
    
    	}
    	//关闭
    	fclose(fpread);
    	fclose(fpwrite);
    }
    
    int main()
    {
        	
    	char srcFileName[128] = "hello.txt";
    	char dstFileName[128] = "hello2.txt";
    	copyFile(srcFileName, dstFileName);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][d96f8972c70841c3bb31e3f5fb3d26bf.png]

**案例2：**拷贝图片文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    
    
    void copyFile(char srcFileName[128], char dstFileName[128])
    {
        
    	// 打开src文件 创建dst文件
    	FILE* fpread = fopen(srcFileName, "rb"); 
    	FILE* fpwrite = fopen(dstFileName, "wb");
    	if (NULL == fpread || NULL == fpwrite)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	while (1)
    	{
        	
    		int ch;
    		//  读取src文件
    		ch = fgetc(fpread);
    		if (feof(fpread))
    			break;
    		// 写入到dst文件
    		fputc(ch, fpwrite);
    
    	}
    	//关闭
    	fclose(fpread);
    	fclose(fpwrite);
    }
    
    int main()
    {
        	
    	char srcFileName[128] = "csdn_cdtaogang_blog.png";
    	char dstFileName[128] = "my_csdn_blog.png"; 
    	copyFile(srcFileName, dstFileName);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][f7ffab04812f4b829ba270b9651c7aef.png]

**案例3：**实现`cat`命令，把文件内容输出到终端

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    
    
    int main()
    {
        
    	// 打开文件
    	FILE *fpread = fopen("04拷贝案例.c", "r");
    	if (NULL == fpread)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	// 读取文件
    	int ch;
    	while (1)
    	{
        
    		ch = fgetc(fpread);
    		if (feof(fpread))
    			break;
    		fputc(ch, stdout);  //输出到终端
    		
    	}
    	fclose(fpread);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][a8373cfdd6f54cc8b131489f77cbe94c.png]

### 2) 按照行读写文件fgets、fputs ###

#### 2.1 写文件 ####

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`int fputs(const char * str, FILE * stream);`  
    功能：将`str`所指定的字符串写入到`stream`指定的文件中，字符串结束符 `'\0'` 不写入文件。
 *  参数：  
    `str：`字符串  
    `stream：`文件指针
 *  返回值：  
    成功：`0`  
    失败：`-1`

**示例1：**将一字符串写入到文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    
    
    int main()
    {
        
    	// 打开文件
    	FILE *fpread = fopen("a.txt", "w");
    	if (NULL == fpread)
    	{
        	
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	// 写入字符串
    	char buf[] = "hellocdtaogang";
    	fputs(buf, fpread);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][ba2778272c4e4686b916f5361326dd0d.png]

**示例2：**按照行向文件写入数据，遇到`\0`结束写入，遇到`\n`就换行

int main()
    {
        
    	// 打开文件
    	FILE *fpread = fopen("a.txt", "w");
    	if (NULL == fpread)
    	{
        	
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	// 写入字符串，遇到\0就结束
    	char buf[] = "hello\0cdtaogang";
    	fputs(buf, fpread);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][a549aa6872fc4e388e34741ee4ed2f07.png]

int main()
    {
        
    	// 打开文件
    	FILE *fpread = fopen("a.txt", "w");
    	if (NULL == fpread)
    	{
        	
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	// 写入字符串，遇到\0就结束，遇到\n就换行
    	//char buf[] = "hello\0cdtaogang";
    	char buf[] = "hello\ncdtaogang";
    	fputs(buf, fpread);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][73e3216db8244f9d9a963179944da075.png]

#### 2.2 读文件 ####

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`char * fgets(char * str, int size, FILE * stream);`
 *  功能：从`stream`指定的文件内读入字符，保存到`str`所指定的内存空间，直到出现换行字符、读到文件结尾或是已读了`size - 1`个字符为止，最后会自动加上字符 `'\0'` 作为字符串结束。
 *  参数：  
    `str：`字符串  
    `size：`指定最大读取字符串的长度（`size - 1`）  
    `stream：`文件指针
 *  返回值：  
    成功：成功读取的字符串  
    读到文件尾或出错： `NULL`

**示例1：**从文件中读取一字符串

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    
    
    int main()
    {
        
    	// 打开文件
    	FILE* fpread = fopen("a.txt", "r");
    	if (NULL == fpread)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	char buf[1024] = "";
    	// 读取文件
    	fgets(buf, sizeof(buf), fpread);
    	printf("%s", buf);
    
    	fclose(fpread);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][89c16d9b02294312beaaa7d49decb4de.png]

**示例2：**从文件中读取一字符串，遇到`\n`就结束

![在这里插入图片描述][408d9f5bf03b4901b1d575a777682373.png]

**示例3：**使用`fgets`和`fputs`完成文本文件的拷贝（二进制文件图片读取无法使用，因为字符串二进制文件有很多0，fgets遇到0就读取结束了，同理fputs写入文件也是一样，所以它们只能操作文本文件)

int main()
    {
        
    	// 打开a文件 创建b文件
    	FILE* fpread = fopen("a.txt", "r");
    	FILE* fpwrite = fopen("b.txt", "w");
    	if (NULL == fpread || NULL == fpwrite)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	char buf[128] = "";
    	char* p = NULL;
    	while (1)
    	{
        
    		//  读取a文件
    		p = fgets(buf, sizeof(buf), fpread);
    		if (NULL == p)
    			break;
    		// 写入到b文件
    		fputs(buf, fpwrite);
    	}
    	//关闭
    	fclose(fpread);
    	fclose(fpwrite);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][b747a5c9c875451e8c13514b8474f20c.png]

#### 2.3 强化训练：文件版四则运算 ####

有个文件大小不确定，每行内容都是一个四则运算表达式，还没有算出结果，写一个程序，自动算出其结果后修改文件。  
![在这里插入图片描述][75539e43621041d4a435545c0ac85ce6.png]

第一步：随机生成`10个`四则运算表达式，并写入到文件中。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #define CALC_NUM 10  // 要生成四则运算表达式的个数
    
    
    // 获取10个四则运算表达式并写入到文件中
    void write_data()
    {
        	
    	// 生成并打开calc.txt文件
    	FILE* fp = fopen("calc.txt", "w");
    	if (NULL == fp)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	// 设置随机种子
    	srand(time(NULL));
    	// 定义基本运算符数组
    	char ysf[] = {
         '+', '-', '*', '/' };
    	int a, b = 0;
    	char c = 0;
    	// 定义一个buf数组来保存四则运算表达式
    	char buf[128] = "";
    	for (int i = 0; i < CALC_NUM; i++)
    	{
        
    		// 产生随机数1~100
    		int a = rand() % 100 + 1;
    		int b = rand() % 100 + 1;
    		// 随机产生0~3的数
    		int c = rand() % 4;  // 0,1,2,3  对应运算符数组下标
    		// 组包
    		sprintf(buf, "%d%c%d=\n", a, ysf[c], b);
    		printf(buf);
    		// 写入到calc.txt文件中
    		fputs(buf, fp);
    	}
    	// 关闭文件
    	fclose(fp);
    }
    
    int main()
    {
        	
    	// 调用
    	write_data();
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][a386114987d1406e8fd3538f76fff1c5.png]

第二步：读取`calc.txt`文件中的内容一行一行的读取，读取一次就进行解包计算结果，再将结果组包到表达式中

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #define CALC_NUM 10  // 要生成四则运算表达式的个数
    #define FILE_PATH "calc.txt"  // 文件路径
    
    
    // 封装打开文件方法
    FILE* open_file(char* str)
    {
        
    	
    	FILE* fp = fopen(FILE_PATH, str);
    	if (NULL == fp)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	return fp;
    }
    
    // 封装关闭文件方法
    void close_file(FILE* fp)
    {
        
    	fclose(fp);
    	return;
    }
    
    // 获取10个四则运算表达式并写入到文件中
    void write_data()
    {
        	
    	// 生成并打开calc.txt文件
    	FILE* fp = open_file("w");
    	// 设置随机种子
    	srand(time(NULL));
    	// 定义基本运算符数组
    	char ysf[] = {
         '+', '-', '*', '/' };
    	int a, b = 0;
    	char c = 0;
    	// 定义一个buf数组来保存四则运算表达式
    	char buf[128] = "";
    	for (int i = 0; i < CALC_NUM; i++)
    	{
        
    		// 产生随机数1~100
    		int a = rand() % 100 + 1;
    		int b = rand() % 100 + 1;
    		// 随机产生0~3的数
    		int c = rand() % 4;  // 0,1,2,3  对应运算符数组下标
    		// 组包
    		sprintf(buf, "%d%c%d=\n", a, ysf[c], b);
    		printf(buf);
    		// 写入到calc.txt文件中
    		fputs(buf, fp);
    	}
    	// 关闭文件
    	close_file(fp);
    }
    
    void read_data()
    {
        	
    	// 读取文件
    	FILE* fp = open_file("r");
    	int a, b = 0;
    	char c = 0;
    	char* p = NULL;
    	char buf[128] = "";
    	char new_buf[128] = "";
    	int res = 0;
    	while (1)
    	{
        
    		p = fgets(buf, sizeof(buf), fp); //读一行的数据72*65=\n
    		if (NULL == p)
    		{
        
    			break;
    		}
    		// 拆包
    		sscanf(buf, "%d%c%d", &a, &c, &b); // 72*65
    		// switch判断运算符
    		switch (c)
    		{
        
    		case '+':
    			res = a + b;
    			break;
    		case '-':
    			res = a - b;
    			break;
    		case '*':
    			res = a * b;
    			break;
    		case '/':
    			res = a / b;
    			break;
    		}
    		// 再组包，将计算结果组进去
    		sprintf(new_buf, "%d%c%d=%d\n", a, c, b, res); // 72*65=4680\n
    		printf("%s", new_buf);
    	}
    }
    
    int main()
    {
        	
    	// 写入
    	write_data();
    	printf("\n");
    	// 读取
    	read_data();
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][f606af6d98f441739ac9066b0cbc3dfc.png]

第三步：如果直接从第二步去写入结果数据会导致原本的表达式数据被覆盖，比如`calc.txt`文件`13+15=28\n34-21=13\n...`在读取第一个`\n`后写入会直接将`\n`后面的数据覆盖掉，那么就读取不到后面的数据了，解决方法则是将每行组包数据保存到二维数组中即可

void read_data()
    {
        	
    	// 读取文件
    	FILE* fp = open_file("r");
    	int a, b = 0;
    	char c = 0;
    	char* p = NULL;
    	char buf[128] = "";
    	char new_buf[128] = "";
    	int res = 0;
    	// 定义二维数组保存每行组包结果数据
    	char new_buff[10][128] = {
         0 };
    	int i= 0;
    	while (1)
    	{
        
    		p = fgets(buf, sizeof(buf), fp); //读一行的数据72*65=\n
    		if (NULL == p)
    		{
        
    			break;
    		}
    		// 拆包
    		sscanf(buf, "%d%c%d", &a, &c, &b); // 72*65
    		// switch判断运算符
    		switch (c)
    		{
        
    		case '+':
    			res = a + b;
    			break;
    		case '-':
    			res = a - b;
    			break;
    		case '*':
    			res = a * b;
    			break;
    		case '/':
    			res = a / b;
    			break;
    		}
    		// 再组包，将计算结果组进去, 
    		//sprintf(new_buf[i], "%d%c%d=%d\n", a, c, b, res); // 72*65=4680\n
    		//printf("%s", new_buf);
    		sprintf(new_buff[i], "%d%c%d=%d\n", a, c, b, res); // 72*65=4680\n
    		i++;
    		
    	}
    	// 关闭文件
    	close_file(fp);
    	// 再次打开calc.txt文件，写入含结果的四则运算表达式
    	fp = open_file("w");
    	for (int j = 0; j < i; j++)
    	{
        
    		fputs(new_buff[j], fp);
    	}
    	// 关闭文件
    	close_file(fp);
    }

![在这里插入图片描述][28763635c92e4368894da8ec32376d9d.png]

也可以将新组包后的结果数据写入到指针数组中，只需要malloc申请空间即可保存组包数据。

char* new_buff[10] = {
         NULL };
    int i= 0;
    while (1)
    {
        
    	p = fgets(buf, sizeof(buf), fp); //读一行的数据72*65=\n
    	if (NULL == p)
    	{
        
    		break;
    	}
    	// 拆包
    	sscanf(buf, "%d%c%d", &a, &c, &b); // 72*65
    	// switch判断运算符
    	switch (c)
    	{
        
    	case '+':
    		res = a + b;
    		break;
    	case '-':
    		res = a - b;
    		break;
    	case '*':
    		res = a * b;
    		break;
    	case '/':
    		res = a / b;
    		break;
    	}
    	// 再组包，将计算结果组进去, 
    	//sprintf(new_buf[i], "%d%c%d=%d\n", a, c, b, res); // 72*65=4680\n
    	//printf("%s", new_buf);
    	new_buff[i] = (char*)malloc(128);
    	sprintf(new_buff[i], "%d%c%d=%d\n", a, c, b, res); // 72*65=4680\n
    	i++;
    }

### 3) 按照格式化文件fprintf、fscanf ###

#### 3.1 写文件 ####

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`int fprintf(FILE * stream, const char * format, ...);`
 *  功能：根据参数`format`字符串来转换并格式化数据，然后将结果输出到`stream`指定的文件中，指定出现字符串结束符 `'\0'` 为止。
 *  参数：  
    `stream：`已经打开的文件  
    `format：`字符串格式，用法和`printf()`一样
 *  返回值：  
    成功：实际写入文件的字符个数  
    失败：`-1`

**示例：**使用`fprintf`对比`sprint`组包后`fputs`写入

printf("%04d:%02d:%02d", year, month, day);
    sprintf(buf, "%04d:%02d:%02d", year, month, day)
    fprintf(fp, "%04d:%02d:%02d", year, month, day)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    
    int main()
    {
        
    	int year = 2022;
    	int month = 12;
    	int day = 2;
    	char buf[128] = "";
    
    	FILE* fp = NULL;
    	fp = fopen("fprintf.txt", "w");
    	if (!fp)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	// 组包
    	sprintf(buf, "%04d:%02d:%02d", year, month, day);
    	// 写入文件
    	fputs(buf, fp);
    
    	return 0;
    }

// 组包
    	//sprintf(buf, "%04d:%02d:%02d", year, month, day);
    	// 写入文件
    	//fputs(buf, fp);
    	//使用fprintf格式化写入文件
    	fprintf(fp, "%04d:%02d:%02d", year, month, day);
    	// 关闭文件
    	fclose(fp);

![在这里插入图片描述][0ad83d8e51b24dc19a9b8682386170a6.png]

#### 3.2 读文件 ####

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`int fscanf(FILE * stream, const char * format, ...);`
 *  功能：从`stream`指定的文件读取字符串，并根据参数`format`字符串来转换并格式化数据。
 *  参数：  
    `stream：`已经打开的文件  
    `format：`字符串格式，用法和`scanf()`一样
 *  返回值：  
    成功：参数数目，成功转换的值的个数  
    失败： `- 1`

**示例：**使用`fscanf`对文件数据进行拆包

scanf("%d:%d:%d", &year, &month, &day);
    sscanf(buf, "%d:%d:%d", &year, &month, &day);
    fscanf(fp, "%d:%d:%d", &year, &month, &day);

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    
    int main()
    {
        
    	FILE* fp = NULL;
    	fp = fopen("fprintf.txt", "r");  // 2022:12:02
    	if (!fp)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	int year = 0, month = 0, day = 0;
    	// 使用fscanf进行数据拆包
    	fscanf(fp, "%d:%d:%d", &year, &month, &day);
    	printf("%d-%d-%d", year, month, day);
    	// 关闭文件
    	fclose(fp);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][7d68adebbfee4e43801b33434588a674.png]

#### 3.3 强化训练：文件版排序 ####

将`10`个随机数写入到`abc.txt`中，然后将`abc.txt`文件中的随机数进行排序后写入

![在这里插入图片描述][b872c9eaaad54c678cfc8ec084327409.png]

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #define CALC_NUM 10  // 要生成1~3位的整数个数
    #define FILE_PATH "abc.txt"  // 文件路径
    
    
    int main()
    {
        
    	// 设置随机种子，并写入数据
    	FILE* fp = open_file("w");
    	srand(time(NULL));
    	for (int i = 0; i < CALC_NUM; i++)
    	{
        
    		// 产生随机数1~300
    		int num = rand() % 300 + 1;
    		// 格式化后写入
    		fprintf(fp, "%d\n", num);
    	}
    	// 关闭文件
    	close_file(fp);
    	// 读取文件中写入的随机数，并保存到数组中
    	int num = 0;
    	int nums[10] = {
         0 };
    	int n = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]);
    	fp = open_file("r");
    	for (int i = 0; i < n; i++)
    	{
        
    		// 格式化读取字符串
    		fscanf(fp, "%d", &num);
    		// 将随机数保存到数组中
    		nums[i] = num;
    	}
    	close_file(fp);
    	// 对nums数组元素进行排序
    	for (int i = 0; i < n - 1; i++) //比较的轮数
    	{
        	// 因为每次比较的次数都要减1，刚好i每次加1，所以每一轮比较的次数就是n-1-i
    		for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) // 每一轮比较的次数
    		{
        
    			if (nums[j] > nums[j + 1])  // 交换位置
    			{
        
    				int temp = nums[j];
    				nums[j] = nums[j + 1];
    				nums[j + 1] = temp;
    			}
    		}
    	}
    	// 再将排好序的nums数组写入到abc.txt文件
    	fp = open_file("w");
    	for (int i = 0; i < n; i++)
    	{
        	
    		// 将nums每个元素进行组包
    		fprintf(fp, "%d\n", nums[i]);
    	}
    	close_file(fp);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][2ff9072a8ff84fb5b549752d808071ef.png]

### 4) 按照块读写文件fread、fwrite ###

#### 4.1 写文件 ####

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);`
 *  功能：以数据块的方式给文件写入内容
 *  参数：  
    `ptr：`准备写入文件数据的地址  
    `size：` `size_t` 为 `unsigned int`类型，此参数指定写入文件内容的块数据大小  
    `nmemb：`写入文件的块数，写入文件数据总大小为：`size * nmemb`  
    `stream：`已经打开的文件指针
 *  返回值：  
    成功：实际成功写入文件数据的块数目，此值和 `nmemb` 相等  
    失败：`0`

**示例：**

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    
    typedef struct _std
    {
        
    	int age;
    	char name[16];
    }STD;
    
    int main()
    {
        	
    	int cont = 0;
    	STD buf[3] = {
         {
        20, "cdtaogang"}, {
        21, "laoli"}, {
        22, "laozhao"} };
    	FILE* fp = fopen("fwrite.txt", "w");
    	// fwrite 第二个参数写1 ,是为了返回值刚好是写入文件的字节数，这也是个技巧
    	cont = fwrite(buf, 1, sizeof(buf), fp);
    	// cont = fwrite(buf, sizeof(buf), 1, fp);
    	// 验证返回值是否等于字节数
    	if (cont == sizeof(buf))
    	{
        
    		printf("cont == sizeof(buf) == %d", cont); // 60 (int:4 + char name[16]:16)*3
    	}
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][583bad3f7d7245a08800848c63080a81.png]

#### 4.2 读文件 ####

*  表头文件：`#include <stdio.h>`
 *  定义函数：`size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);`
 *  功能：以数据块的方式从文件中读取内容
 *  参数：  
    `ptr：`存放读取出来数据的内存空间  
    `size：` `size_t` 为 `unsigned int`类型，此参数指定读取文件内容的块数据大小  
    `nmemb：`读取文件的块数，读取文件数据总大小为：`size * nmemb`  
    `stream：`已经打开的文件指针
 *  返回值：  
    成功：实际成功读取到内容的块数，如果此值比`nmemb`小，但大于`0`，说明读到文件的结尾。  
    失败：`0`

**示例1：**从结构体数组中，读取一个一个结构体大小

#pragma once
    typedef struct _std
    {
        
    	int age;
    	char name[16];
    }STD;

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include "type.h"
    
    
    int main()
    {
        	
    	// 定义结构体数组
    	STD buf[3];
    	// 全部设置为0
    	memset(buf, 0, sizeof(buf));
    	FILE* fp = NULL;
    	fp = fopen("fwrite.txt", "r"); 
    	if (!fp)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	int cont = 0;
    	// 从结构体数组中，读取一个一个结构体大小
    	for (int i = 0; i < 3; i++)
    	{
        
    		cont = fread(&buf[i], 1, sizeof(STD), fp);
    		printf("cont=%d\n", cont);
    		printf("%d %s\n", buf[i].age, buf[i].name);
    	}
    
    	return 0;
    }

输出结果
    cont=20
    20 cdtaogang
    cont=20
    21 laoli
    cont=20
    22 laozhao

**示例2：**一次性读完整个结构体数组大小

int main()
    {
        	
    	// 定义结构体数组
    	STD buf[3];
    	// 全部设置为0
    	memset(buf, 0, sizeof(buf));
    	FILE* fp = NULL;
    	fp = fopen("fwrite.txt", "r"); 
    	if (!fp)
    	{
        
    		perror("open error");
    		return -1;
    	}
    	int cont = 0;
    	// 一次性读完整个结构体数组大小
    	fread(buf, 1, sizeof(buf), fp);
    	for (int i = 0; i < 3; i++)
    	{
        
    		printf("%d %s\n", buf[i].age, buf[i].name);
    	}
    
    	return 0;
    }

输出结果
    20 cdtaogang
    21 laoli
    22 laozhao

#### 4.3 强化训练：大文件拷贝 ####

实现二进制大文件的拷贝

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#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #define BUFFER_SIZE 1024 * 64
    
    
    
    int main()
    {
        
        printf("Start Copy\n");
    
        // 拷贝的源地址
        char* src_file = "a.mp4";
        // 拷贝的目标地址
        char* dst_file = "b.mp4";
    
        // 以 可读 + 二进制 方式打开文件
        // r 表示可读打开方式
        // 打开方式后添加 b , 表示以二进制形式打开
        FILE* p_src = fopen(src_file, "rb");
        // 如果打开失败 , 直接返回
        if (p_src == NULL) {
        
            printf("src_file open failed");
            return 0;
        }
    
        // 以 可写 + 二进制 方式打开文件
        // w 表示可写打开方式
        // 打开方式后添加 b , 表示以二进制形式打开
        FILE* p_dst = fopen(dst_file, "wb");
        // 如果打开失败 , 直接返回
        if (NULL == p_dst) {
        
            printf("dst_file open failed");
            return 0;
        }
        // 为缓冲区内存申请堆内存
        char* buffer = malloc(BUFFER_SIZE);
    
        // 判定文件指针是否指向文件末尾
        // 如果指向末尾 , 说明该文件
        while (!feof(p_src)) {
        
            // 读取源文件数据到 buffer 缓冲区, 读取 buffer_size 个字节
            // 如果没有那么多字节 , 将读取的字节数返回
            int res = fread(buffer, 1, BUFFER_SIZE, p_src);
            // 将读取到缓冲区中的数据写出到目标文件中
            fwrite(buffer, 1, res, p_dst);
        }
    
        // 释放缓冲区内存
        free(buffer);
        // 关闭源文件
        fclose(p_src);
        // 关闭目标文件
        fclose(p_dst);
    
        printf("Copy Success");
    
    	return 0;
    }

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