C文件操作（一）

C文件操作(流式文件 & I/O文件)

 

    在ANSI C中，对文件的操作分为两种方式，即流式文件操作和I/O文件操作。

 

一、流式文件操作

    这种方式的文件操作有一个重要的结构FILE，FILE在stdio.h中定义如下： 

typedef struct{

 int level;       /* fill/empty level of buffer */

 unsigned flags;  /* File status flags */

 char fd;         /* File descriptor */

 unsigned char hold;  /* Ungetc char if no buffer */

 int bsize;           /* Buffer size */

 unsigned char _FAR *buffer; /* Data transfer buffer */

 unsigned char _FAR *curp;   /* Current active pointer */

 unsigned istemp;    /* Temporary file indicator */

 short token;        /* Used for validity checking */

} FILE;                 /* This is the FILE object */ 

 

FILE这种结构包含了文件操作的基本属性，对文件的操作都要通过这个结构的指针来进行。

 

1、fopen() 打开流fopen的原型是：

FILE *fopen(const char *filename,const char *mode)fopen实现三个功能

为使用而打开一个流 ;

把一个文件和此流相连接;

给此流返回一个FILE指针。如果打开失败，返回NULL。参数filename指向要打开的文件名，mode表示打开状态的字符串，其取值如下表 "r" 以只读方式打开文件

"w" 以只写方式打开文件

"a" 以追加方式打开文件

"r+" 以读/写方式打开文件，如无文件出错

"w+" 以读/写方式打开文件，如无文件生成新文件 一个文件可以以文本模式或二进制模式打开，这两种的区别是：

在文本模式中回车被当成一个字符'n'，而二进制模式认为它是两个字符 0x0D,0x0A；

如果在文件中读到0x1B，文本模式会认为这是文件结束符。也就是二进制模型不会对文件进行处理，而文本方式会按一定的方式对数据作相应的转换。系统默认的是以文本模式打开，可以修改全部变量_fmode的值来修改这个设置，例如_fmode=O_TEXT；就设置默认打开方式为文本模式；而_fmode=O_BINARY；则设置默认打开方式是二进制模式。我们也可以在模式字符串中指定打开的模式，如"rb"表示以二进制模式打开只读文件，"w+t"或"wt+"表示以文本模式打开读/写文件。

 

2、flclose() 关闭流

int fclose(FILE *fp);

如果成功，返回0,失败返回EOF。在程序结束时一定要记得关闭打开的文件，不然可能会造成数据丢失。 

 

3、fputc() 写一个字符到流中int fputc(int c, FILE *stream); 

成功返回写入的字符,失败返回EOF。 

 

4、fgetc() 从流中读一个字符int fgetc(FILE*stream);

成功返回读取的字符，失败返回EOF。 

 

5、fseek() 在流中定位到指定的字符 // Byte？int fseek(FILE*stream, long offset, int whence);

如果成功返回0，参数offset是移动的字符数，whence是移动的基准，取值是：符号常量          值      基准位置

SEEK_SET          0      文件开头

SEEK_CUR          1      当前读写的位置

SEEK_END          2      文件尾部 

 

6、fputs() 写字符串到流int fputs(const char *s, FILE *stream);

 

7、fgets()  从流中读一行或指定个字符char *fgets(char *s, int n, FILE *stream); 

从流中读取n-1个字符，除非读完一行，参数s是来接收字符串，如果成功则返回s的指针，否则返回NULL。 

 

8、fprintf() 按格式输出到流int fprintf(FILE *stream, const char *format[, argument, ...]);

其用法和printf()相同，不过是写到流，而不是控制台。 

 

9、fscanf() 从流中按格式读取int fscanf(FILE *stream, const char *format[, address, ...]);

其用法和scanf()相同，不过是从流读取，而不是控制台。 

 

10、feof() 检测是否到尾int feof(FILE *stream); 

检测是否已到文件尾，是返回真，否则返回0。 

 

11、ferror() 是否发生错误int ferror(FILE *stream);

返回流最近的错误代码，可用clearerr()来清除它，clearerr()的原型是 void clearerr(FILE *stream); 

 

12、rewind() 复位文件定位器到文件开始处void rewind(FILE *stream);

把当前的读写位置回到文件开始。相当于fseek(fp,0L,SEEK_SET); 

 

13、remove() 删除文件int remove(const char *filename); 

参数就是要删除的文件名，成功返回0。 

 

14、fread() 从流中读指定个数的字符size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream);

参数ptr是保存读取的数据，void*的指针可用任何类型的指针来替换，如char*、int *等等来替换；

size是每块的字节数；

n是读取的块数。

如果成功，返回实际读取的块数(不是字节数)，本函数一般用于二进制模式打开的文件中。 

 

15、fwrite() 向流中写指定个数的字符size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream);

参数ptr是要写入的数据指针，void*的指针可用任何类型的指针来替换，如char*、int *等等来替换；

size是每块的字节数；

n是要写的块数，如果成功，返回实际写入的块数(不是字节数)，本函数一般用于二进制模式打开的文件中。 

 

16、tmpfile() 生成一个临时文件流FILE *tmpfile(void); 

生成一个临时文件，以"w+b"的模式打开，并返回这个临时流的指针，如果失败返回NULL。

在程序结束时，这个文件会被自动删除。 

 

17、tmpnam() 生成一个唯一的文件名char *tmpnam(char *s); 

生成一个唯一的文件名

其实tmpfile()就调用了此函数，参数s用来保存得到的文件名。

返回这个指针，如果失败，返回NULL。 

 

18、fflush() 刷新一个流的缓冲区int fflush(FILE* fp);

 

二、I/O文件操作

    这是C提供的另一种文件操作，它是通过直接存/取文件来完成对文件的处理，而上篇所说流式文件操作是通过缓冲区来进行；流式文件操作是围绕一个FILE 指针来进行，而此类文件操作是围绕一个文件的“句柄”来进行，什么是句柄呢？它是一个整数，是系统用来标识一个文件(在WINDOWS中，句柄的概念扩展到所有设备资源的标识)的唯一的记号。此类文件操作常用的函数如下表，这些函数及其所用的一些符号在io.h和fcntl.h中定义。 

 

1、open() 打开一个文件并返回它的句柄int open(const char *path, int access [, unsigned mode]); 

参数path是要打开的文件名；access是打开的模式；mode是可选项，表示文件的属性，主要用于UNIX系统中，在DOS/WINDOWS这个参数没有意义。其中文件的打开模式如下： 符号                含义

O_BINARY             二进制方式

O_TEXT               文本方式O_RDONLY            只读方式          

O_WRONLY            只写方式      

O_RDWR              读/写方式

O_APPEND            追加方式  

O_CREAT             不存在就创建

O_TRUNC             把文件长度截为0     

O_EXCL 和O_CREAT   连用，如果文件存在返回错误   

O_NDELAY            用于UNIX系统 

 

2、close() 关闭一个句柄int close(int handle); 

如果成功返回0 

 

3、lseek() 定位到文件的指定位置long lseek(int handle, long offset, int fromwhere); 

参数offset是移动的量，fromwhere是移动的基准位置，取值和前面讲的fseek()一样，

SEEK_SET：文件首部；

SEEK_CUR：文件当前位置；

SEEK_END：文件尾。

此函数返回执行后文件新的存取位置。 

 

4、read() 块读文件int read(int handle, void *buf, unsigned len);

参数buf保存读出的数据，len是读取的字节。

函数返回实际读出的字节。 // 这里返回的不是块数，没有此概念 

 

5、write() 块写文件int write(int handle, void *buf, unsigned len);

参数的含义同read()，返回实际写入的字节。

 

6、eof() 测试文件是否结束int eof(int handle); 

文件是否结束，是返回1，否则返回0; 

 

7、filelength() 取得文件长度long filelength(int handle); 

 

8、rename() 重命名文件int rename(const char *oldname, const char *newname); 

参数oldname是旧文件名，newname是新文件名。

成功返回0 。 

 

9、chsize() 改变文件长度int chsize(int handle, long size); 

参数size表示文件新的长度。

成功返回0，否则返回-1。

如果指定的长度小于文件长度，则文件被截短；

如果指定的长度大于文件长度，则在文件后面补''。

 

三、C文件操作和Linux VFS贯通——file, FILE, fd这些概念之联系

 

 

    Sam注：在我的另一篇博客中介绍了“Linux的虚拟文件系统VFS“，但是那些东西都是Linux内核用来管理文件系统的，诸如task_struct, files_struct, file等结构体一般在编程时用不到；而这里的FILE、fd、filepath在普通的C编程时（非Linux内核编程）就经常用到。

 

file结构体 和 FILE结构体 的区别

"Linux内核中的file结构体" 是Linux内核管理的，Linux的进程都有一个文件描述符表，通过其中的每一个文件描述符（fd）可以索引到内核管理的一个file实例，要求Linux内核对文件进行操作；

 

"标准C中的FILE结构体"是标准C定义的，封装了fd，并实现缓冲，但真正的操作最终还是由内核控制file实例完成的

    最近在linux下编程常需要对一些文件进行操作。有时不同的条件下，需要将文件指针/句柄（FILE*）、文件描述符（fd）以及文件路径（filepath）进行相互转换，以满足实际的编程需要。

 

    FILE*中包含fd的信息，而且还包含IO缓冲，所以可以理解为FILE*是对fd的封装，是C的标准形式，所以FILE*比fd更适合跨平台，应多用fopen，少用 open。

 

 

四、文件指针（FILE*）、文件描述符（fd）以及 文件路径（filepath）的相互转换

文件路径 到 文件指针：filepath --fopen()-->FILE*;
文件路径 到 文件描述符：filepath--open()--fd;

文件描述符 到 文件指针：fd--fdopen()-->FILE*;
文件描述符 到 文件路径：fd--readlink(/proc/%getpid()/fd/%fd"))-->filepath; //这属于“曲线救国”

文件指针 到 文件描述符：FILE*--fileno()--->fd;
文件指针 到 文件路径：FILE* --- ？？？ ---PATH;// 这个的直接转换的方法还没有查到。请补充。

 

参考文档：

http://www.2cto.com/kf/201210/163844.html 

http://blog.csdn.net/qianwenhao/article/details/2160014/

流式文件 vs. i/o文件  http://woxihuanpes.blog.163.com/blog/static/1242321982009101624859911/ 

[转]文件操作 流式文件_IO文件 http://hi.baidu.com/vansbluge/item/940458bfbf195d432bebe33c

 

 

一般不会用C++的文件操作——所以，下面的可以不用看

 

C++文件读写：

#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
using namespace std;


const int MAX=1000;

/*	C++ 读写文件
*/
int main(){
	//1. int, char, ...写入文件
	ofstream o_f("D:\\sam.txt");
	int i=1234;
	char ch='A';
	string str="How are you";

	o_f<<i<<' '<<ch<<" "<<str<<endl;	// << 插入器：向流输出数据
	o_f<<str;
	o_f.close();

	//2. 从文件读取到int, char, ...
	int i2;
	char ch2;
	string str2;

	ifstream i_f("D:\\sam.txt");
	i_f>>i2>>ch2>>str2;					// >> 析取器：从流输入数据
	cout<<i2<<endl;			//读取数据时，默认以空白字符分割
	cout<<ch2<<endl;
	i_f.close();
	cout<<str2<<endl<<"-----------------------"<<endl;

	//3. i_f.get(): 一次读一个字符
	ifstream i_f2;					//最好每读取一个文件都重新！！！
	i_f2.open("D:\\sam.txt");
	char c;
	while( (c=i_f2.get()) != EOF )	//???ASCII码表范围: ，#define EOF (-1)
		cout<<c<<endl;
	i_f2.close();
	cout<<"-----------------------"<<endl;

	//4. i_f.getline(char*, int)	一次读取一行
	ifstream i_f3;
	i_f3.open("D:\\sam.txt");
	char line[MAX];
	while( i_f3.getline(line, MAX) ){
		cout<<line<<endl;
	}
	i_f3.close();
	cout<<"-----------------------"<<endl;

	//5. if.read(char*, int n)  读取整个文件
	ifstream i_f4("D:\\sam.txt");
	char c4[MAX];
	while( !i_f4.eof()){
		i_f4.read(c4, MAX);


		//在char[] 最后补上'\0'
		c4[i_f4.gcount()]='\0';
		cout<<c4;
		//等效于： cout.write(c4, i_f4.gcount());
	}
	i_f4.close();
	cout<<endl<<"-----------------------"<<endl;

	return 0;
}

 

如果要实现追加，只需打开流时传入参数ios::app

ofstream ofs;
ofs.open("D:\\test\\test1.txt", ios::app);

 

C++二进制文件拷贝：

#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
using namespace std;


const int MAX=1000;

/*	C++ 二进制文件拷贝
*/
int main(){
	//类似C++ 读写文件中的 "5. if.read(char*, int n)  读取整个文件" ，但必须在ifstream和ofstream处使用"ios::binary"
	ifstream i_f("D:\\ethereal-setup-0.99.0.exe", ios::binary);	
	if(i_f){
		ofstream o_f("D:\\ethereal-setup-0.99.0-copy.exe", ios::binary);
		char c[MAX];
		while(!i_f.eof()){
			i_f.read(c, MAX);
			o_f.write(c,i_f.gcount());
		}
		i_f.close();
		o_f.close();
		cout<<"OK!"<<endl;
	}

	return 0;
}