文件操做

時間 2020-08-18

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10. 文件操做linux

10.1 概述windows

10.1.1磁盤文件和設備文件編輯器

l 磁盤文件函數

指一組相關數據的有序集合,一般存儲在外部介質(如磁盤)上，使用時才調入內存。ui

l 設備文件this

在操做系統中把每個與主機相連的輸入、輸出設備看做是一個文件，把它們的輸入、輸出等同於對磁盤文件的讀和寫。編碼

10.1.2 磁盤文件的分類spa

計算機的存儲在物理上是二進制的，因此物理上全部的磁盤文件本質上都是同樣的：以字節爲單位進行順序存儲。操作系統

從用戶或者操做系統使用的角度（邏輯上）把文件分爲：指針

l 文本文件：基於字符編碼的文件

l 二進制文件：基於值編碼的文件

10.1.3 文本文件和二進制文件

1)文本文件

l 基於字符編碼，常見編碼有ASCII、UNICODE等

l 通常可使用文本編輯器直接打開

l 數5678的以ASCII存儲形式(ASCII碼)爲：

00110101 00110110 00110111 00111000

2)二進制文件

l 基於值編碼,本身根據具體應用,指定某個值是什麼意思

l 把內存中的數據按其在內存中的存儲形式原樣輸出到磁盤上

l 數5678的存儲形式(二進制碼)爲：00010110 00101110

10.2 文件的打開和關閉

10.2.1 文件指針

在C語言中用一個指針變量指向一個文件，這個指針稱爲文件指針。

 1 typedef struct
 2 
 3 {
 4 
 5        short           level;    //緩衝區"滿"或者"空"的程度
 6 
 7        unsigned        flags;   //文件狀態標誌
 8 
 9        char            fd;             //文件描述符
10 
11        unsigned char   hold;      //如無緩衝區不讀取字符
12 
13        short           bsize;   //緩衝區的大小
14 
15        unsigned char   *buffer;//數據緩衝區的位置
16 
17        unsigned        ar; //指針，當前的指向
18 
19        unsigned        istemp;       //臨時文件，指示器
20 
21        short           token;  //用於有效性的檢查
22 
23 }FILE;

FILE是系統使用typedef定義出來的有關文件信息的一種結構體類型，結構中含有文件名、文件狀態和文件當前位置等信息。

聲明FILE結構體類型的信息包含在頭文件「stdio.h」中，通常設置一個指向FILE類型變量的指針變量，而後經過它來引用這些FILE類型變量。經過文件指針就可對它所指的文件進行各類操做。

C語言中有三個特殊的文件指針由系統默認打開，用戶無需定義便可直接使用:

l stdin：標準輸入，默認爲當前終端（鍵盤），咱們使用的scanf、getchar函數默認今後終端得到數據。

l stdout：標準輸出，默認爲當前終端（屏幕），咱們使用的printf、puts函數默認輸出信息到此終端。

l stderr：標準出錯，默認爲當前終端（屏幕），咱們使用的perror函數默認輸出信息到此終端。

10.2.2 文件的打開

任何文件使用以前必須打開：

#include <stdio.h>

FILE * fopen(constchar * filename, constchar * mode);

功能：打開文件

參數：

filename：須要打開的文件名，根據須要加上路徑

mode：打開文件的模式設置

返回值：

成功：文件指針

失敗：NULL

第一個參數的幾種形式:

FILE *fp_passwd = NULL;

//相對路徑：

//打開當前目錄passdw文件：源文件(源程序)所在目錄

FILE *fp_passwd = fopen("passwd.txt", "r");

//打開當前目錄(test)下passwd.txt文件

fp_passwd = fopen(". / test / passwd.txt", "r");

//打開當前目錄上一級目錄（相對當前目錄）passwd.txt文件

fp_passwd = fopen(".. / passwd.txt", "r");

//絕對路徑：

//打開C盤test目錄下一個叫passwd.txt文件

fp_passwd = fopen("c://test//passwd.txt","r");

第二個參數的幾種形式(打開文件的方式)：

打開模式	含義
r或rb	以只讀方式打開一個文本文件（不建立文件，若文件不存在則報錯）
w或wb	以寫方式打開文件(若是文件存在則清空文件，文件不存在則建立一個文件)
a或ab	以追加方式打開文件，在末尾添加內容，若文件不存在則建立文件
r+或rb+	以可讀、可寫的方式打開文件(不建立新文件)
w+或wb+	以可讀、可寫的方式打開文件(若是文件存在則清空文件，文件不存在則建立一個文件)
a+或ab+	以添加方式打開文件，打開文件並在末尾更改文件,若文件不存在則建立文件

注意：

l b是二進制模式的意思，b只是在Windows有效，在Linux用r和rb的結果是同樣的

l Unix和Linux下全部的文本文件行都是\n結尾，而Windows全部的文本文件行都是\r\n結尾

l 在Windows平臺下，以「文本」方式打開文件，不加b：

n 當讀取文件的時候，系統會將全部的 "\r\n" 轉換成 "\n"

n 當寫入文件的時候，系統會將 "\n" 轉換成 "\r\n" 寫入

n 以"二進制"方式打開文件，則讀\寫都不會進行這樣的轉換

l 在Unix/Linux平臺下，「文本」與「二進制」模式沒有區別，"\r\n" 做爲兩個字符原樣輸入輸出

 1 int main(void)
 2 
 3 {
 4 
 5        FILE *fp = NULL;
 6 
 7  
 8 
 9        // "\\"這樣的路徑形式，只能在windows使用
10 
11        // "/"這樣的路徑形式，windows和linux平臺下均可用，建議使用這種
12 
13        // 路徑能夠是相對路徑，也但是絕對路徑
14 
15        fp = fopen("../test", "w");
16 
17        //fp = fopen("..\\test", "w");
18 
19  
20 
21        if (fp == NULL) //返回空，說明打開失敗
22 
23        {
24 
25               //perror()是標準出錯打印函數，能打印調用庫函數出錯緣由
26 
27               perror("open");
28 
29               return -1;
30 
31        }
32 
33  
34 
35        return 0;
36 
37 }
38 
39

10.2.3 文件的關閉

任何文件在使用後應該關閉：

l 打開的文件會佔用內存資源，若是老是打開不關閉，會消耗不少內存

l 一個進程同時打開的文件數是有限制的，超過最大同時打開文件數，再次調用fopen打開文件會失敗

l 若是沒有明確的調用fclose關閉打開的文件，那麼程序在退出的時候，操做系統會統一關閉。

#include <stdio.h>

int fclose(FILE * stream);

功能：關閉先前fopen()打開的文件。此動做讓緩衝區的數據寫入文件中，並釋放系統所提供的文件資源。

參數：

stream：文件指針

返回值：

成功：0

失敗：-1

FILE * fp = NULL;

fp = fopen("abc.txt", "r");

fclose(fp);

10.3 文件的順序讀寫

10.3.1 按照字符讀寫文件fgetc、fputc

1）寫文件

#include <stdio.h>

int fputc(int ch, FILE * stream);

功能：將ch轉換爲unsigned char後寫入stream指定的文件中

參數：

ch：須要寫入文件的字符

stream：文件指針

返回值：

成功：成功寫入文件的字符

失敗：返回-1

 1 char buf[] = "this is a test for fputc";
 2 
 3 int i = 0;
 4 
 5 int n = strlen(buf);
 6 
 7 for (i = 0; i < n; i++)
 8 
 9 {
10 
11        //往文件fp寫入字符buf[i]
12 
13        int ch = fputc(buf[i], fp);
14 
15        printf("ch = %c\n", ch);
16 
17 }

2）文件結尾

在C語言中，EOF表示文件結束符(end of file)。在while循環中以EOF做爲文件結束標誌，這種以EOF做爲文件結束標誌的文件，必須是文本文件。在文本文件中，數據都是以字符的ASCII代碼值的形式存放。咱們知道，ASCII代碼值的範圍是0~127，不可能出現-1，所以能夠用EOF做爲文件結束標誌。

#define EOF (-1)

當把數據以二進制形式存放到文件中時，就會有-1值的出現，所以不能採用EOF做爲二進制文件的結束標誌。爲解決這一個問題，ANSI C提供一個feof函數，用來判斷文件是否結束。feof函數既可用以判斷二進制文件又可用以判斷文本文件。

#include <stdio.h>

int feof(FILE * stream);

功能：檢測是否讀取到了文件結尾。判斷的是最後一次「讀操做的內容」，不是當前位置內容(上一個內容)。

參數：

stream：文件指針

返回值：

非0值：已經到文件結尾

0：沒有到文件結尾

3）讀文件

#include <stdio.h>

int fgetc(FILE * stream);

功能：從stream指定的文件中讀取一個字符

參數：

stream：文件指針

返回值：

成功：返回讀取到的字符

失敗：-1

 1 char ch;
 2 
 3 #if 0
 4 
 5 while ((ch = fgetc(fp)) != EOF)
 6 
 7 {
 8 
 9        printf("%c", ch);
10 
11 }
12 
13 printf("\n");
14 
15 #endif
16 
17  
18 
19 while (!feof(fp)) //文件沒有結束，則執行循環
20 
21 {
22 
23        ch = fgetc(fp);
24 
25        printf("%c", ch);
26 
27 }
28 
29 printf("\n");
30 
31

4）強化訓練：實現vi、cat命令

10.3.2按照行讀寫文件fgets、fputs

1）寫文件

#include <stdio.h>

int fputs(constchar * str, FILE * stream);

功能：將str所指定的字符串寫入到stream指定的文件中，字符串結束符 '\0' 不寫入文件。

參數：

str：字符串

stream：文件指針

返回值：

成功：0

失敗：-1

 1 char *buf[] = { "123456\n", "bbbbbbbbbb\n", "ccccccccccc\n" };
 2 
 3 int i = 0;
 4 
 5 int n = 3;
 6 
 7 for (i = 0; i < n; i++)
 8 
 9 {
10 
11        int len = fputs(buf[i], fp);
12 
13        printf("len = %d\n", len);
14 
15 }

2）讀文件

#include <stdio.h>

char * fgets(char * str, int size, FILE * stream);

功能：從stream指定的文件內讀入字符，保存到str所指定的內存空間，直到出現換行字符、讀到文件結尾或是已讀了size - 1個字符爲止，最後會自動加上字符 '\0' 做爲字符串結束。

參數：

str：字符串

size：指定最大讀取字符串的長度（size - 1）

stream：文件指針

返回值：

成功：成功讀取的字符串

讀到文件尾或出錯： NULL

 1 char buf[100] = 0;
 2 
 3  
 4 
 5 while (!feof(fp)) //文件沒有結束
 6 
 7 {
 8 
 9        memset(buf, 0, sizeof(buf));
10 
11        char *p = fgets(buf, sizeof(buf), fp);
12 
13        if (p != NULL)
14 
15        {
16 
17               printf("buf = %s", buf);
18 
19        }
20 
21 }

3）強化訓練：文件版四則運算

有個文件大小不肯定，每行內容都是一個四則運算表達式，尚未算出結果，寫一個程序，自動算出其結果後修改文件。

10.3.3按照格式化文件fprintf、fscanf

1）寫文件

#include <stdio.h>

int fprintf(FILE * stream, constchar * format, ...);

功能：根據參數format字符串來轉換並格式化數據，而後將結果輸出到stream指定的文件中，指定出現字符串結束符 '\0' 爲止。

參數：

stream：已經打開的文件

format：字符串格式，用法和printf()同樣

返回值：

成功：實際寫入文件的字符個數

失敗：-1

fprintf(fp, "%d %d %d\n", 1, 2, 3);

2）讀文件

#include <stdio.h>

int fscanf(FILE * stream, constchar * format, ...);

功能：從stream指定的文件讀取字符串，並根據參數format字符串來轉換並格式化數據。

參數：

stream：已經打開的文件

format：字符串格式，用法和scanf()同樣

返回值：

成功：參數數目，成功轉換的值的個數

失敗： - 1

int a = 0;

int b = 0;

int c = 0;

fscanf(fp, "%d %d %d\n", &a, &b, &c);

printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);

3）強化訓練：文件版排序

10.3.4按照塊讀寫文件fread、fwrite

1）寫文件

#include <stdio.h>

size_t fwrite(constvoid *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

功能：以數據塊的方式給文件寫入內容

參數：

ptr：準備寫入文件數據的地址

size： size_t 爲 unsigned int類型，此參數指定寫入文件內容的塊數據大小

nmemb：寫入文件的塊數，寫入文件數據總大小爲：size * nmemb

stream：已經打開的文件指針

返回值：

成功：實際成功寫入文件數據的塊數目，此值和nmemb相等

失敗：0

 1  
 2 
 3 typedef struct Stu
 4 
 5 {
 6 
 7        char name[50];
 8 
 9        int id;
10 
11 }Stu;
12 
13  
14 
15 Stu s[3];
16 
17 int i = 0;
18 
19 for (i = 0; i < 3; i++)
20 
21 {
22 
23        sprintf(s[i].name, "stu%d%d%d", i, i, i);
24 
25        s[i].id = i + 1;
26 
27 }
28 
29  
30 
31 int ret = fwrite(s, sizeof(Stu), 3, fp);
32 
33 printf("ret = %d\n", ret);

2）讀文件

#include <stdio.h>

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

功能：以數據塊的方式從文件中讀取內容

參數：

ptr：存放讀取出來數據的內存空間

size： size_t 爲 unsigned int類型，此參數指定讀取文件內容的塊數據大小

nmemb：讀取文件的塊數，讀取文件數據總大小爲：size * nmemb

stream：已經打開的文件指針

返回值：

成功：實際成功讀取到內容的塊數，若是此值比nmemb小，但大於0，說明讀到文件的結尾。

失敗：0

 1 typedef struct Stu
 2 
 3 {
 4 
 5        char name[50];
 6 
 7        int id;
 8 
 9 }Stu;
10 
11  
12 
13 Stu s[3];
14 
15 int ret = fread(s, sizeof(Stu), 3, fp);
16 
17 printf("ret = %d\n", ret);
18 
19  
20 
21 int i = 0;
22 
23 for (i = 0; i < 3; i++)
24 
25 {
26 
27        printf("s = %s, %d\n", s[i].name, s[i].id);
28 
29 }

3）強化訓練：大文件拷貝

10.4 文件的隨機讀寫

#include <stdio.h>

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

功能：移動文件流（文件光標）的讀寫位置。

參數：

stream：已經打開的文件指針

offset：根據whence來移動的位移數（偏移量），能夠是正數，也能夠負數，若是正數，則相對於whence往右移動，若是是負數，則相對於whence往左移動。若是向前移動的字節數超過了文件開頭則出錯返回，若是向後移動的字節數超過了文件末尾，再次寫入時將增大文件尺寸。

whence：其取值以下：

SEEK_SET：從文件開頭移動offset個字節

SEEK_CUR：從當前位置移動offset個字節

SEEK_END：從文件末尾移動offset個字節

返回值：

成功：0

失敗：-1

#include <stdio.h>

long ftell(FILE *stream);

功能：獲取文件流（文件光標）的讀寫位置。

參數：

stream：已經打開的文件指針

返回值：

成功：當前文件流（文件光標）的讀寫位置

失敗：-1

#include <stdio.h>

void rewind(FILE *stream);

功能：把文件流（文件光標）的讀寫位置移動到文件開頭。

參數：

stream：已經打開的文件指針

返回值：

無返回值

 1 typedef struct Stu
 2 
 3 {
 4 
 5        char name[50];
 6 
 7        int id;
 8 
 9 }Stu;
10 
11  
12 
13 //假如已經往文件寫入3個結構體
14 
15 //fwrite(s, sizeof(Stu), 3, fp);
16 
17  
18 
19 Stu s[3];
20 
21 Stu tmp;
22 
23 int ret = 0;
24 
25  
26 
27 //文件光標讀寫位置從開頭往右移動2個結構體的位置
28 
29 fseek(fp, 2 * sizeof(Stu), SEEK_SET);
30 
31  
32 
33 //讀第3個結構體
34 
35 ret = fread(&tmp, sizeof(Stu), 1, fp);
36 
37 if (ret == 1)
38 
39 {
40 
41        printf("[tmp]%s, %d\n", tmp.name, tmp.id);
42 
43 }
44 
45  
46 
47 //把文件光標移動到文件開頭
48 
49 //fseek(fp, 0, SEEK_SET);
50 
51 rewind(fp);
52 
53  
54 
55 ret = fread(s, sizeof(Stu), 3, fp);
56 
57 printf("ret = %d\n", ret);
58 
59  
60 
61 int i = 0;
62 
63 for (i = 0; i < 3; i++)
64 
65 {
66 
67        printf("s === %s, %d\n", s[i].name, s[i].id);
68 
69 }

10.5 Windows和Linux文本文件區別

l b是二進制模式的意思，b只是在Windows有效，在Linux用r和rb的結果是同樣的

l Unix和Linux下全部的文本文件行都是\n結尾，而Windows全部的文本文件行都是\r\n結尾

l 在Windows平臺下，以「文本」方式打開文件，不加b：

n 當讀取文件的時候，系統會將全部的 "\r\n" 轉換成 "\n"

n 當寫入文件的時候，系統會將 "\n" 轉換成 "\r\n" 寫入

n 以"二進制"方式打開文件，則讀\寫都不會進行這樣的轉換

l 在Unix/Linux平臺下，「文本」與「二進制」模式沒有區別，"\r\n" 做爲兩個字符原樣輸入輸出

判斷文本文件是Linux格式仍是Windows格式:

 1 #include<stdio.h>
 2 
 3  
 4 
 5 int main(int argc, char **args)
 6 
 7 {
 8 
 9        if (argc < 2)
10 
11               return 0;
12 
13  
14 
15        FILE *p = fopen(args[1], "rb");
16 
17        if (!p)
18 
19               return 0;
20 
21  
22 
23        char a[1024] = { 0 };
24 
25        fgets(a, sizeof(a), p);
26 
27  
28 
29        int len = 0;
30 
31        while (a[len])
32 
33        {
34 
35               if (a[len] == '\n')
36 
37               {
38 
39                      if (a[len - 1] == '\r')
40 
41                      {
42 
43                             printf("windows file\n");
44 
45                      }
46 
47                      else
48 
49                      {
50 
51                             printf("linux file\n");
52 
53                      }
54 
55               }
56 
57               len++;
58 
59        }
60 
61  
62 
63        fclose(p);
64 
65  
66 
67        return 0;
68 
69 }
70 
71

10.6 獲取文件狀態

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

intstat(constchar *path, structstat *buf);

功能：獲取文件狀態信息

參數：

path：文件名

buf：保存文件信息的結構體

返回值：

成功：0

失敗-1

struct stat {

dev_t st_dev; //文件的設備編號

ino_t st_ino; //節點

mode_t st_mode; //文件的類型和存取的權限

nlink_t st_nlink; //連到該文件的硬鏈接數目，剛創建的文件值爲1

uid_t st_uid; //用戶ID

gid_t st_gid; //組ID

dev_t st_rdev; //(設備類型)若此文件爲設備文件，則爲其設備編號

off_t st_size; //文件字節數(文件大小)

unsigned long st_blksize; //塊大小(文件系統的I/O 緩衝區大小)

unsigned long st_blocks; //塊數

time_t st_atime; //最後一次訪問時間

time_t st_mtime; //最後一次修改時間

time_t st_ctime; //最後一次改變時間(指屬性)

};

 1 #include <sys/types.h>
 2 
 3 #include <sys/stat.h>
 4 
 5 #include <stdio.h>
 6 
 7  
 8 
 9 int main(int argc, char **args)
10 
11 {
12 
13        if (argc < 2)
14 
15               return 0;
16 
17  
18 
19        struct stat st = { 0 };
20 
21  
22 
23        stat(args[1], &st);
24 
25        int size = st.st_size;//獲得結構體中的成員變量
26 
27        printf("%d\n", size);
28 
29        return 0;
30 
31 }