C語(yǔ)言：文件的讀寫(xiě)操作-創(chuàng)新互聯(lián)

文件的讀寫(xiě)操作一、文件讀寫(xiě)的常用函數(shù) （1）讀寫(xiě)文本文件：

讀文本文件：一般都使用 getc 、fgets 、fscanf 函數(shù)

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使用getc讀文件

#includeint main()
{char a[20] = "a.txt";
    FILE *p = fopen(a,"r");
    if(p)
    {char c;
        while(1)
        {c = getc(p);
            if(c == EOF)
                break;
            printf("%c",c);
        }
        printf("\n");
        fclose(p);
    }
    else
    {printf("fail\n");
    }
    return 0;
}

使用fgets讀文件

#includeint main()
{FILE *p = fopen("test.txt","r");
    if(p == NULL)
        return 0;
    char temp[1024];
    fgets(temp,sizeof(temp),p);
    while(!feof(p))
    {printf("%s",temp);
        fgets(temp,sizeof(temp),p);
    }
    fclose(p);
    return 0;
}

使用fscanf讀文件

#includeint main()
{FILE *p = fopen("a.txt", "r");
    if(p == NULL)
    {printf("the file is close!");
        return 0;
    }
    char str1[200], str2[200], str3[200];
    int year;
    int status = fscanf(p, "%s %s %s %d", str1, str2, str3, &year); 
    while(!feof(p))
    {printf("%s %s %d %d status = %d\n", str1, str2, str3, year, status);
        status = fscanf(p, "%s %s %s %d", str1, str2, str3, &year);
    }
    fclose(p);
    return 0;
}

寫(xiě)文本文件：一般都使用 putc 、 fputs、fprintf 函數(shù)

使用putc寫(xiě)文件

#includeint main()
{FILE *p = fopen("a.txt","w");
    if(p)
    {putc('h',p);
        fclose(p);
    }
    return 0;
}

使用fputs寫(xiě)文件

#includeint main()
{FILE *p = fopen("abc.c","w");
    if(p)
    {fputs("#include\nint main()\n{\nprintf(\"hello world\\n\");\nreturn 0;\n}",p);
        fclose(p);
    }
    return 0;
}

使用fprintf寫(xiě)文件

#include#includeint main()
{FILE *p = fopen("a.txt","w");
    char buf[1024];
    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
    while(strcmp(buf,"exit\n") != 0)
    {   fprintf(p, "%s", buf);
       fgets(buf, sizeof(buf), stdin); 
    }
    fclose(p);
    return 0;
}

（2）讀寫(xiě)二進(jìn)制文件

讀二進(jìn)制文件：使用fread 函數(shù)

代碼：

#includevoid readFile()
{FILE *p = fopen("a.txt", "rb");
    char buf[20] = {0 };
    int index = 0;
    while(1)
    {int res = fread(buf, 1, 5, p);
        printf("res = %d , ", res);
        if(feof(p))
            break;
        printf("buf = %s\n",buf);
        index++;
    }
    fclose(p);
    printf("%d\n", index);
}
int main()
{readFile();
    return 0;
}

寫(xiě)二進(jìn)制文件：使用fwrite 函數(shù)

代碼

#includevoid writeFile()
{FILE *p = fopen("b.txt", "w");
    char buf = 'a';
    int i;
    for(i = 0; i< 10 ; i++)
    {fwrite(&buf, 1, 1, p);
        buf++;
    }
    fclose(p);
}
int main()
{writeFile();
    return 0;
}

二、文件讀寫(xiě)的深層次的剖析（1）操作系統(tǒng)與硬件儲(chǔ)存

眾所周知，我們的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)都是由C語(yǔ)言寫(xiě)的，通過(guò)C語(yǔ)言協(xié)調(diào)物理內(nèi)存與虛擬內(nèi)存，操作系統(tǒng)想要向物理內(nèi)存中寫(xiě)數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)費(fèi)很大的力。

寫(xiě)數(shù)據(jù)到物理內(nèi)存

當(dāng)操作系統(tǒng)有一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)想要寫(xiě)入物理磁盤(pán)中，首先要經(jīng)歷一下幾個(gè)步驟：

調(diào)用CPU的控制器，發(fā)出存儲(chǔ)請(qǐng)求。
控制器把將要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)放入臨時(shí)寄存器。
查看總線是否被占用，請(qǐng)求總線控制。
往地址總線發(fā)送將要使用的一個(gè)字節(jié)的空間指定。
講數(shù)據(jù)寄存器中數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)總線上，傳輸?shù)较纫徊秸业降奈锢淼刂贰?/li>
存儲(chǔ)完畢，釋放總線。

從磁盤(pán)中讀數(shù)據(jù)

讀數(shù)據(jù)的操作與寫(xiě)數(shù)據(jù)的操作正好相反，也是要經(jīng)歷總線請(qǐng)求與總線釋放的過(guò)程。

總之，操作系統(tǒng)想要往磁盤(pán)中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)要經(jīng)歷很繁瑣的過(guò)程。

（2）操作系統(tǒng)封裝讀寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)接口

每次操作系統(tǒng)與磁盤(pán)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的時(shí)候，都會(huì)對(duì)CPU有一系列的操作指令，這些讀寫(xiě)指令的合集就是讀寫(xiě)函數(shù)，通過(guò)C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)這些讀寫(xiě)函數(shù)再往外部拋出一系列的接口，就實(shí)現(xiàn)的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的函數(shù)封裝。

當(dāng)用戶想往磁盤(pán)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)候只需要調(diào)用這些函數(shù)接口就行了。

然而這些函數(shù)都是針對(duì)最底層的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作，不利于計(jì)算機(jī)的操作性能提高，所以，有人就在這層函數(shù)的基礎(chǔ)上再次進(jìn)行封裝，把性能更加好，更加優(yōu)化的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)封裝到C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中。

在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)，例如fwrite和fputs等等。它們不是每次寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)就往物理磁盤(pán)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，而是利用函數(shù)在內(nèi)存中開(kāi)辟出一個(gè)固定大小的字節(jié)緩沖池，通過(guò)這個(gè)緩沖池，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀與寫(xiě)。

（3）C語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)緩沖池

C語(yǔ)言的所有讀寫(xiě)函數(shù)，都會(huì)使用到數(shù)據(jù)緩沖池，無(wú)論是讀數(shù)據(jù)操作，還是寫(xiě)數(shù)據(jù)操作，都會(huì)把數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)到這里。

寫(xiě)數(shù)據(jù)

當(dāng)我們使用C語(yǔ)言往文件中寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)經(jīng)歷一下幾個(gè)步驟：

使用函數(shù)往目標(biāo)文件中寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在內(nèi)存的數(shù)據(jù)緩沖池中。
關(guān)閉要寫(xiě)入的文件。
底層函數(shù)把緩沖池中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)中。

從上面的步驟中可以看出我們的函數(shù)在執(zhí)行到寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作的時(shí)候，數(shù)據(jù)并沒(méi)有真正的寫(xiě)入到磁盤(pán)中，而是等到寫(xiě)入文件的操作結(jié)束的時(shí)候，才把數(shù)據(jù)緩沖池中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)中。

同樣的我們使用C語(yǔ)言讀一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的時(shí)候，同樣會(huì)經(jīng)歷一下步驟：

打開(kāi)要讀的文件。
底層函數(shù)從磁盤(pán)中讀取滿整個(gè)緩沖池的數(shù)據(jù)。
關(guān)閉要讀的文件。
從緩沖池中讀取要讀取的字節(jié)數(shù)，剩余沒(méi)用的數(shù)據(jù)不讀。

緩沖池工作原理

當(dāng)知道我們的所有讀寫(xiě)操作都要進(jìn)入緩沖池時(shí)，我們同樣要知道緩沖池的工作原理。

緩沖池有一定固定的大小
緩沖池在進(jìn)行讀數(shù)據(jù)的操作時(shí)，如果要讀取的數(shù)據(jù)字節(jié)小于緩沖池的大小，緩沖池會(huì)從磁盤(pán)中讀取滿整個(gè)緩沖池的數(shù)據(jù)，所以當(dāng)每次讀取的字節(jié)數(shù)過(guò)小，讀取次數(shù)過(guò)多的時(shí)候，會(huì)減少訪問(wèn)實(shí)際磁盤(pán)的磁盤(pán)，增加程序運(yùn)行的性能。
緩沖池的刷新，每刷新一次都會(huì)進(jìn)行與實(shí)際物理內(nèi)存的交互。
當(dāng)緩沖池滿了或者目標(biāo)操作文件關(guān)閉的時(shí)候，緩沖池會(huì)自動(dòng)刷新，寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，緩沖池的數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)入物理磁盤(pán)；讀數(shù)據(jù)時(shí)，緩沖池的數(shù)據(jù)會(huì)數(shù)據(jù)固定字節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)入輸出終端。

總而言之，緩沖池僅僅是用戶與物理磁盤(pán)之間數(shù)據(jù)交戶的一個(gè)緩沖而已，不用想的太深?yuàn)W。

三、使用函數(shù)刷新緩沖池 fflush函數(shù)：

函數(shù)作用：

刷新緩沖池

函數(shù)定義：

int fflush(FILE *P);

參數(shù) 返回值：

P ：目標(biāo)操作文件
返回值：如果成功，該函數(shù)返回零值。如果發(fā)生錯(cuò)誤，則返回 EOF 。

使用示例：

現(xiàn)有空文件a.txt

利用標(biāo)準(zhǔn)輸入數(shù)據(jù)，在文件沒(méi)有關(guān)閉的時(shí)候，查看文件內(nèi)是否有寫(xiě)入的數(shù)據(jù)。

#include#includevoid write_file()
{FILE *p = fopen("a.txt", "w");
    char temp[100] = {0 };
    while(1)
    {fgets(temp, sizeof(temp), stdin);
        if(strcmp(temp, "exit\n") == 0)
            break;
        fprintf(p, "%s", temp);
    }
    fclose(p);
}
int main()
{write_file();
    return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

輸入中

[文件]$ gcc -o a fflush.c
[文件]$ a
hello

查看文件a.txt
可以看到文件為空，輸入的文件現(xiàn)在正存儲(chǔ)在緩沖池中。
輸入exit退出輸入，查看文件a
```
[文件]$ cat a.txt
hello
```
文件關(guān)閉，緩沖池中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)。

現(xiàn)在我們創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)使每輸入一次都寫(xiě)入一次磁盤(pán)：

#include#includevoid write_file()
{FILE *p = fopen("a.txt", "w");
    char temp[100] = {0 };
    while(1)
    {fgets(temp, sizeof(temp), stdin);
        if(strcmp(temp, "exit\n") == 0)
            break;
        fprintf(p, "%s", temp);
        fflush(p);
    }
    fclose(p);
}
int main()
{write_file();
    return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

輸入中，查看a.txt
```
[文件]$ gcc -o a fflush.c
[文件]$ a
hello
```
再開(kāi)啟另一個(gè)終端查看文件 a.txt 狀態(tài)：
```
[文件]$ cat a.txt
hello
```

輸入結(jié)束，查看a.txt

[文件]$ a
hello
exit
[文件]$ cat a.txt
hello
[文件]$

可以看到使用fflush函數(shù)把緩沖池中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入了磁盤(pán)。

四、總結(jié)

當(dāng)我們?cè)谕疟P(pán)中錄入重要的非常重要的數(shù)據(jù)的時(shí)候，一定要使用fflush不斷的刷新緩沖池，因?yàn)閿?shù)據(jù)非常重要；但我們輸入不重要的數(shù)據(jù)是一定要盡量減少使用fflush函數(shù)的次數(shù)，因?yàn)槟菢訒?huì)讓程序變得緩慢。

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名稱(chēng)欄目：C語(yǔ)言：文件的讀寫(xiě)操作-創(chuàng)新互聯(lián)
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