C语言基础(18)_文件操作

今天学习C语言的文件操作，学完写一个文件copy的程序做练习。

文件的打开和关闭： fopen、fclose

文件的读写： fgetc、fputc、fgets、fputs、fprintf、fscanf、fread、fwrite

文件状态检查：feof、ftell、ferror、clearerr

文件定位：rewind、fseek

fopen函数：

FILE* fopen(char const* FileName, char const* Mode );

如：FILE *fp = fopen(“1.txt”, “r”);  if (NULL==fp) {printf(“error”); exit(0);}

返回值是NULL说明打开失败。

参数：FileName 文件名（包括路径）

Mode打开方式：

“r” 只读，文件不存在的话，打开失败。成功打开的话只读不能写。

“w” 只写，文件指针指到文件头，不管写不写东西，文件原先的内容都没了。假如文件不存在，则创建该文件。

“a” 追加只写，文件指针指向文件尾，写的内容保存在原文件的内容后面，不会影响原先的文件内容。假如文件不存在，则创建该文件。

“rb”,”wb”,”ab”，和上面类似，上面没有写b的是以文本文件的方式打开，加b的是以二进制的格式打开文件。

“r+” 读写方式打开，文件不存在的话，打开失败。

“w+” 读写方式打开，打开的时候，文件内容先清空，文件不存在则创建文件。

“a+” 读写方式打开，写数据会写在最后面，不会覆盖原内容，文件不存在则创建文件。

“rb+”,”wb+”,”ab+”，和上面类似，上面没有写b的是以文本文件的方式打开，加b的是以二进制的格式打开文件。

一般情况，以”a+”和”ab+”打开比较安全，都可以读写，文件不存在也会创建。当然假如不能改变文件内容的话，还是以 “r”,”rb”打开为好。

打开文件的作用是：

（1）分配给打开文件一个FILE 类型的文件结构体变量，并将有关信息填入文件结构体变量；

（2）开辟一个缓冲区；

（3）调用操作系统提供的打开文件或建立新文件功能，打开或建立指定文件；

FILE *：指出fopen是一个返回文件类型的指针函数；

注意：C语言将计算机的输入输出设备都看作是文件。例如，键盘文件、屏幕文件等。在执行程序时系统先自动打开键盘、屏幕、错误三个文件。这三个文件的文件指针分别是：标准输入stdin、标准输出stdout和标准出错 stderr。

fclose函数：

int fclose(FILE *fp)；

关闭由fp指向的文件。返回值：正常返回是0，异常返回是EOF，表示文件在关闭时发生错误。

fgetc函数：从文件中读取一个字符

int fgetc(FILE *fp);

返回读取字符的ASCII码。读取错误返回EOF。

例如，要从”写打开”文件中读取一个字符时，会发生错误而返回一个EOF。

例子：用fgetc读文件全部内容（就是一个一个读，直到读到EOF）

int ch;

while( (ch = fgetc(fp) )!=EOF) {

ch = fgetc(fp);

putchar(ch);

}

fputc函数：向文件中在当前位置写入一个字符

int fputc(int ch,FILE *fp);

参数ch：是一个整型变量，就是要写字符的ASCII值。

成功的话，返回要写入字符的ASCII码。失败返回EOF。

可以用fgetc读1个字符，然后用fputc写1个字符到另外1个文件中，从而实现复制文件。（但是好像只能是文本文件？）

fgets函数：从文件中读取一个字符串

char *fgets(char *str,int n,FILE *fp);

从由fp指出的文件中读取n-1个字符，并把它们存放到由str指出的字符数组中去，最后加上一个字符串结束符’\0’。

str：接收字符串的内存地址，可以是数组名，也可以是指针。

n： 指出要读取字符的个数。

读取正确，返回字符串的内存首地址，即str的值。错误返回NULL。此时可用feof()或ferror()函数来判断是否读取到了文件尾，还是发生了错误。

fputs函数：写一个字符串到文件中去

int fputs(char *str,FILE *fp);

正确返回写入文件的字符个数，即字符串的长度。错误返回NULL。

fprintf函数：往文件中写格式化数据

int fprintf(FILE *fp,char *format,arg_list);

将变量表列（arg_list）中的数据，按照format指出的格式，写入由fp指定的文件。fprintf()函数与printf()函数的功能相同，只是printf()函数是将数据写入屏幕文件（stdout）。所以：printf(…) 其实和 fprintf(stdout,…) 是一样的功能。

使用的时候，要和 fscanf函数的格式一样。

fscanf函数：从文件中读出格式化数据

int fscanf(FILE *fp, char *format, arg_list));

fscanf()函数与scanf()函数的功能相同，只是scanf()函数是将数据从键盘读入（stdin）。所以：scanf(…) 其实和 fscanf(stdin,…) 是一样的功能。

fread函数：以二进制形式读取文件中的数据

int fread(void *buffer,unsigned size,unsigned count,FILE *fp);

从fp指定的文件中，按二进制形式将size * count个数据读到由buffer指出的数据区中。

参数：

buffer：这是一个void型指针，指出要将读入数据存放在其中的存储区首地址。

size：指出一个数据块的字节数，即一个数据块的大小尺寸。

count：指出一次读入多少个数据块。

正确读取，返回实际读取数据块的个数，即count。如果文件中剩下的数据块个数少于参数中count给出的个数，或者发生了错误，返回0值。

fwrite函数： 以二进制形式写数据到文件中去

int fwrite(void *buffer,unsigned size,unsigned count,FILE *fp);

按二进制形式，将由buffer指定的数据缓冲区内的size*count个数据写入由fp指定的文件中去。

参数和fread相同。

正确写入，返回实际输出数据块的个数，即count。错误返回0值。

feof函数：判断文件是否结束

int feof(FILE *fp);

返回0（假），表示文件未结束。返回非0（真），表示文件结束。

文本文件可以用EOF来判断是否到文件尾，二进制文件还是用这个函数。

ferror函数：文件读/写出错

int ferror(FILE *fp);

检查由fp指定的文件在读写时是否出错。

返回0：假，表示无错误。非0：真，表示出错。

clearerr函数：清除文件错误标志

void clearerr(FILE *fp);

ftell函数：文件指针的当前位置

long ftell(FILE *fp);

取得由fp指定文件的当前读/写位置，该位置值用相对于文件开头的位移量来表示。

返回值就是位移量（这是个长整数）。返回-1表示出错。

rewind函数：将文件指针指向文件头部

void rewind(FILE *fp);

文件指针重新指向文件的开头位置。

fseek函数：随机定位文件指针

int fseek(FILE *fp, long offset, int base);

使文件指针fp移到基于base的相对位置offset处。

offset：相对base的字节位移量。这是个长整数，所以一般写 0L(L就是长整型的意思)。

base：文件位置指针移动的基准位置，是计算文件位置指针位移的基点：

SEEK_SET： 文件开头(0)

SEEK_CUR： 当前位置(1)

SEEK_END： 文件结尾(2)

操作成功返回当前指针位置。错误返回-1。

练习：实现文件复制。

问题1：要实现mycopy 文件a 文件b 这样的格式，需要用到命令行参数，所以要在main函数中加上参数：int main(int argc,char* argv[]); argc的内容是有多少个命令参数，假如只写1个mycopy后面什么都不跟的话，这个argc是1，agrv[0]的内容就是”mycopy”，所以后面再有参数的话，就依次是argv[1], argv[2]…

问题2：复制文件，要判断被复制的文件是否存在，还要判断复制到的文件是否存在，已经存在的话，要询问是否覆盖，判断文件是否存在，可以用只读的方式尝试打开该文件，返回NULL说明文件不存在。（但是这个方法，假如没有读权限的话，也会返回NULL）

问题3：我们可以用二进制的方式打开文件，然后fread、fwrite一个字节一个字节的复制，但是文件很大的话，这个效率是不是很低？是不是可以尝试一大段一大段地读写（一大段是多大合适呢？），以达到速度快一些。这个问题，我以一个400M左右的压缩文件为例，看看这几种方式的速度问题。检测是否正确复制，可以把这个压缩文件解压缩，没有问题应该就对了，当然也可以逐个读取比较来判断正确性。

计算程序运行时间的代码：

#include “time.h”

clock_t start, finish;

double used_time;

start = clock();

//这里是执行代码

finish = clock();

used_time = (double)(finish – start) / CLOCKS_PER_SEC;

printf( “%.3lf seconds\n”, used_time );

测试：400M文件，逐个字节方式release模式 55秒左右。一次性读取然后一次性存放6秒左右。但是用 copy 指令，3秒左右就完成了，不知道为啥系统的copy指令速度那么快呢。。。崩溃中。。。

当然，还有一种写法，不是一次性读取所有的内容，而是按照比如64M读取1次，最后不够的部分，重新计算出大小以后再读写一次。（这个没有实现）

源码如下：

/***************************************
Copyright(C) 2017,www.vsppc.com
FileName:mycopy.c
Author:ppc
Version:
Date:2017-03-04
Description:实现一个类似dos的copy程序
Others:
FunctionList:
 void mycopy1(FILE* src, FILE* dst); //按字节复制
 void mycopy2(FILE* src, FILE* dst); //按段复制
Histroy:
***************************************/
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

void mycopy1(FILE* src, FILE* dst); //按字节复制
void mycopy2(FILE* src, FILE* dst); //按段复制

int main(int argc,char* argv[]) {
 if (argc != 3) { //参数数量不对
 printf("请使用 mycopy 文件1 文件2 的格式进行文件复制！\n");
 return 2;
 }
 char src_name[100]; //源文件名
 char dst_name[100]; //目标文件名
 strcpy(src_name, argv[1]);
 strcpy(dst_name, argv[2]);
 FILE *src = fopen(src_name, "rb");
 if (NULL == src) {
 printf("源文件: %s 没有找到，请确认路径正确！\n",src_name);
 return 1;
 }
 FILE *dst = fopen(dst_name, "rb");
 if (NULL != dst) { //目标文件已经存在
 printf("注意： %s 文件已经存在，是否覆盖(y/n)?\n", dst_name);
 int ch = getchar();
 if (ch != 'Y'&&ch != 'y') { //不是输入的 Y y就退出
 fclose(src);
 fclose(dst);
 return 1;
 }
 }
 dst = fopen(dst_name, "wb");
 //这里开始copy, 2种方法，1种是1个字节1个字节复制，另外个是一段一段复制
 clock_t start, finish;
 double used_time;
 start = clock();
 //mycopy1(src, dst);
 mycopy2(src, dst);
 finish = clock();
 used_time = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
 printf("%.3lf seconds\n", used_time);

 fclose(src);
 fclose(dst);
 //system("pause");
 return 0;
}

void mycopy1(FILE* src, FILE* dst) { //按字节复制
 char buff[1];
 while (!feof(src)) {
 if(1==fread(buff, 1, 1, src))
 fwrite(buff, 1, 1, dst);
 }
}

void mycopy2(FILE* src, FILE* dst) { //按段复制
 fseek(src, 0L, SEEK_END); 
 long length = ftell(src); //获取文件的大小
 unsigned char* buff = NULL;
 buff = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char)*length);
 if (NULL == buff) {
 printf("内存分配失败！复制失败！\n");
 return;
 }
 fseek(src, 0L, SEEK_SET);
 fread(buff, sizeof(unsigned char)*length, 1, src);
 fwrite(buff, sizeof(unsigned char)*length, 1, dst);
 free(buff);//释放内存
}

(2017-03-04 www.vsppc.com)