c语言基础学习10_文件操作02

=============================================================================
=============================================================================
涉及到的知识点有：
六、stat函数
七、fread 和 fwrite函数
八、fopen的a模式说明
九、fopen的b模式说明
十、sftp传输文件时的说明
十一、fopen的其他模式简要说明
十二、实现二进制文件的拷贝
十三、fseek函数
十四、ftell函数
十五、fflush函数
十六、remove函数 和 rename函数 （文件删除函数和文件改名函数）
十七、通过fwrite将结构体保存到二进制文件中
课堂练习
=============================================================================
=============================================================================
六、stat函数

需要包含头文件有：
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

功能：得到文件的各种属性(包括文件的属性、文件的建立时间、文件的大小等信息)。和文件的内容并没有关系。

int stat(const char *pathname, struct stat *buf);
函数的第一个参数：代表文件名。
函数的第二个参数：是struct stat结构。

一般头文件在"cd /usr/include"下面，这里是标准C程序头文件，如果你的头文件前加了 <sys/*>,那说明这是系统调用函数头文件，其在"cd /usr/include/sys"下面。
函数都是获取文件（普通文件、目录、管道、socket、字符、块）的属性。函数原型#include <sys/stat.h>。
--------------------------------------
linux下示例代码如下：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    struct stat st = { 0 }; //该结构在头文件#include <sys/stat.h>里面已经定义过了，只需要去使用它就行了。
    stat("a.txt", &st);     //调用完stat函数后，st里面就得到了该文件的属性。

    int size = st.st_size;  //得到文件的大小。单位是：字节。
    printf("%d
", size);    //78

    return 0;
}

文件对应的属性：
struct stat 
{
    mode_t     st_mode;      //文件对应的模式，文件，目录等。
    ino_t      st_ino;      //inode节点号。
    dev_t      st_dev;      //设备号码。
    dev_t      st_rdev;     //特殊设备号码。
    nlink_t    st_nlink;    //文件的连接数。
    uid_t      st_uid;      //文件所有者。
    gid_t      st_gid;      //文件所有者对应的组。
    off_t      st_size;     //普通文件，对应的文件字节数。
    time_t     st_atime;    //文件最后被访问的时间。
    time_t     st_mtime;    //文件内容最后被修改的时间。
    time_t     st_ctime;    //文件状态改变时间。
    blksize_t  st_blksize;  //文件内容对应的块大小。
    blkcnt_t   st_blocks;   //伟建内容对应的块数量。
};

=============================================================================
七、fread 和 fwrite函数

文本文件：就是我们能看的懂的文件。
二进制文件：就是我们看不懂的文件。

之前学的：fgets、fputs、fprintf、fscanf这些函数都是针对文本文件读写的，不能对一个二进制文件进行读写。
除了文本文件之外的文件都是二进制文件，比如图像、视频、音乐、可执行程序这些都是二进制的。
（其实文本文件也是二进制文件，文本文件是一种特殊的二进制文件，文本文件里面都是ASCII码。）

之前学习的内容都是往文件里面写一个字符串。
如果要把一个int整数直接写入文件，这个文件就不是文本文件了。
--------------------------------------
#include <stdio.h>

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

第一个参数是buf的内存地址；
第二个参数是每个单位的大小；
第三个参数是写多少个单位；
第四个参数是fopen返回的文件指针。
返回值：返回的是实际写入的数据块数目。

fread的返回值是成功读取到的单位个数。
fread第二个参数代表了一个单位多大，第三个参数代表一次要读多少个单位。

功能：这两个函数以二进制形式对文件进行操作，不局限于文本文件。
--------------------------------------
linux下示例代码如下：

#include <stdio.h>

int main01()
{
    FILE *p = fopen("a.dat", "w");

    int a = 100;
    fwrite(&a, 1, sizeof(int), p);  //要往文件里面写4个字节的内容。
    //fwrite(&a, sizeof(int), 1, p);  //二者等价。
    a = 123456789;                  //再往文件里面写4个字节的内容。
    fwrite(&a, 1, sizeof(int), p); 

    fclose(p);

    return 0;
}

int main()
{
    FILE *p = fopen("a.dat", "r");
    
    while (1) 
    {   
        //int a = 0;    //以int的方式打开。
        //fread(&a, 1, sizeof(int), p);
        unsigned char a = 0;    //以每个字节的方式打开。
        fread(&a, 1, sizeof(char), p); 
        if (feof(p))
            break;
        //printf("%d
", a);
        printf("%x
", a);  //以16进制的方式显示，小端对齐。
    }   
    fclose(p);

    return 0;
}
输出结果为：
64
0
0
0
15
cd
5b
7

-----------------------------------------------------------------------------
通过fread读取文件的每个字节。

linux下示例代码如下：

int main(int argc, char **args)
{
    if (argc < 2)
        return 0;

    FILE *p = fopen(args[1], "r");
    
    while (1) 
    {   
        //int a = 0;    //以int的方式打开。
        //fread(&a, 1, sizeof(int), p);
        unsigned char a = 0;    //以每个字节的方式打开。
        fread(&a, 1, sizeof(char), p); 
        if (feof(p))
            break;
        //printf("%d
", a);
        printf("%x
", a);  //小端对齐。
    }   
    fclose(p);

    return 0;
}

=============================================================================
八、fopen的a模式说明

FILE *fopen(const char *path, const char *mode);

　　a 　　    以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件。
　　　　　   如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（EOF符保留）
　　a+ 　　 以附加的方式打开可读写文件。若文件不存在，则会建立该文件。
　　　　　  如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（原来的EOF符不保留）

　　即：a的作用是：如果文件不存在，那么a和w是一样的；如果文件存在，那么不覆盖这个文件，而是往文件后面追加内容。
=============================================================================
九、fopen的b模式说明

　　r 　　　 以只读方式打开文件，该文件必须存在，且文件必须是可读的。
　　r+ 　　  以可读写方式打开文件，该文件必须存在。
　　rb+ 　　读写打开一个二进制文件，允许读写数据，文件必须存在。

　　注意：b模式也只能在windows下去演示，在linux、unix和Android下无效。

windows所有的文本文件的每一行都是以 结尾的，而不是以 结尾的。
（即windows系统下的文本文件以 来进行换行的。）
在windows下，如果读文件的时候，只加"r"参数，那么系统会自动把 前面的 吃掉，而一旦添加了参数b，那么系统就不会自动吃掉 前面的 了。
在windows下，如果写文件的时候，只加"w"参数，那么系统会自动在 前面添加一个 ，而一旦添加了b参数，那么系统就不会自动在 前面动添加 了。

linux下所有的文本文件，每一行本来就是以 结尾的，前面没有 ，参数b在linux下是无效的。

小规律：
在windows读写是一个二进制文件的时候，一般要加b，防止系统添加无谓的 。
但如果读写的是一个文本文件，那么不要加b，这样可以不用单独处理这个 了。

小结：
所以windows的文本文件要比linux的文本文件要大一些，因为windows的每一行会比linux的每一行多一个 （即多1个字节）。
并没有为什么，这是当年微软在设计的时候，是从DOS过来的，那个时候DOS就是这样的。
所以有时候，把linux的文本文件拿到windows下打开的情况下，会发现不换行了。

即：windows和linux(unix)的文本文件是不一样的。
=============================================================================
十、sftp传输文件时的说明

如果是要用sftp去下载一个文本文件的时候：操作如下：
sftp> ascii
Using ascii mode to transfer files.
sftp> get file11.c
Downloading file11.c from /home/chen/001/01/文件操作day01/file11.c
100% 779 bytes 779 bytes/s 00:00:00
/home/chen/001/01/文件操作day01/file11.c: 779 bytes transferred in 0 seconds (779 bytes/s)
sftp>
--------------------------------------
如果是要用sftp去下载一个二进制文件的时候：操作如下：
sftp> binary
Using binary mode to transfer files.
sftp> get file11.c
Downloading file11.c from /home/chen/001/01/文件操作day01/file11.c
100% 779 bytes 779 bytes/s 00:00:00
/home/chen/001/01/文件操作day01/file11.c: 779 bytes transferred in 0 seconds (779 bytes/s)
sftp>

如下图所示：

=============================================================================
十一、fopen的其他模式简要说明
=============================================================================
十二、实现二进制文件的拷贝

windows下示例代码：

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>

#define NUM 1024 * 64        //设置文件大小阈值为64K。

int main(int argc, char **args)
{
    if (argc < 3)
        return 0;
    
    FILE *p = fopen(args[1], "rb");
    if (p == NULL)
        return 0;
    
    FILE *p1 = fopen(args[2], "wb");
    if (p1 == NULL)
        return 0;

    //先得到文件的大小。
    struct stat st = { 0 };
    stat(args[1], &st);
    int size = st.st_size;
    
    //判断阈值。
    if (size >= NUM)
        size = NUM;
    
    //再根据文件的大小，动态分配一个堆内存出来。
    char *buf = malloc(size);

    while(!feof(p))
    {
        //char a = 0;                    
        //fread(&a, 1, 1, p);                //一次读一个char。
        //char a[1024] = { 0 };                //一次读一个1024个字节。
        //fread(a, 1, sizeof(a), p);
        //fwrite(a, 1, 1, p1);                //一次写一个char。
        //fwrite(a, 1, sizeof(a), p1);        //一次写一个1024个字节。

        int res = fread(buf, 1, size, p);    //把读的返回值传给要写的参数里面。
        fwrite(buf, 1, res, p1);
    }
    fclose(p);
    fclose(p1);
    free(buf);

    return 0;
}

=============================================================================
十三、fseek函数

　　int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
　　函数功能：设置文件指针stream的位置。
　　如果执行成功，stream将指向以whence为基准，偏移offset(指针偏移量)个字节的位置，函数返回0。
　　如果执行失败，则不改变stream指向的位置，函数返回一个非0值。

　　第一个参数：stream为文件指针。
　　第二个参数：offset为偏移量，整数表示正向偏移，负数表示负向偏移。
　　第三个参数：whence为设定文件从哪里开始偏移，可能取值为：SEEK_SET、SEEK_CUR或SEEK_END。
　　　　SEEK_SET：文件开头。
　　　　SEEK_CUR：当前位置。
　　　　SEEK_END：文件结尾。
　　例如：fseek(fp, 3, SEEK_SET);

　　实验得出：
　　往前偏移超出文件末尾位置，还是返回0；
　　往回偏移超出文件首位置，还是返回0。
　　所以需要小心使用。

　　其实FILE结构内部是有一个指针的，每次调用文件读写函数时，这些函数就会自动移动这个指针。
　　默认情况下该指针只能从前往后移动。

windows下示例代码：

#include <stdio.h>

int main01()
{
    FILE *p = fopen("a.dat", "w");

    char a[10] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    fwrite(a, 1, sizeof(a), p); 
    fclose(p);

    return 0;
}

int main()
{
    FILE *p = fopen("a.dat", "r");
    
    fseek(p, 2, SEEK_SET);  //将文件指针从文件开始处位移2个字节。

    int i;
    for (i =0; i < 2; i++)
    {   
        //char a = 0;
        //fread(&a, 1, sizeof(a), p);
        
        char a[2] = { 0 };
        fread(a, 1, sizeof(a), p); 
        
        //fseek(p, -2, SEEK_CUR);      //将指针从当前位置回去2个字节。
        //fseek(p, 0, SEEK_SET);      //将指针指向文件开始。
        fseek(p, 0, SEEK_END);      //将指针指向文件结尾。
        printf("%d, %d
", a[0], a[1]);
    }   
    fclose(p);

    return 0;
}
输出结果为：
2, 3
0, 0

windows下示例代码：

#include <stdio.h>

//慢速生成超大文件的方法。
int main01()
{
    FILE *p = fopen("a.dat", "w");

    int i;
    for (i = 0; i < 10000000; i++)
    {   
        char a = 0;
        fwrite(&a, 1, sizeof(a), p); 
    }   
    fclose(p);

    return 0;
}

//利用fseek函数瞬间生成超大文件的方法。
int main()
{
    FILE *p = fopen("a.dat", "w");
    
    fseek(p, 10000000, SEEK_SET);   //将文件指针从文件开始处位移10000000个字节。
    
    char a = 0;
    fwrite(&a, 1, sizeof(a), p); 
    fclose(p);

    return 0;
}

=============================================================================
十四、ftell函数

　　ftell函数用于得到文件位置指针当前位置相对于文件首的偏移字节。
　　但是在随机方式存取文件时，由于文件位置频繁的前后移动，程序不容易确定文件的当前位置。

　　long ftell(FILE *stream);
　　例如：long len = ftell(fp);

可以通过fseek和ftell得到文件大小：
fseek(fp, 0, SEEK_END);
long len = ftell(fp);
--------------------------------------
windows下示例代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **args)
{
    if (argc < 2)
        return 0;

    FILE *p = fopen(args[1], "r");
    if (p == NULL)
        return 0;

    fseek(p, 0, SEEK_END);
    long size = ftell(p);
    printf("%ld
", size);
    fclose(p);

    return 0;
}

=============================================================================
十五、fflush函数

　　文本的读可以用：fgets和fscanf。
　　文本的写可以用：fputs和fprintf。
　　二进制文件读可以用：fread。
　　二进制文件写可以用：fwrite。

其实c语言所有的文件操作函数都是缓冲区函数。 即都是针对缓冲区进行操作的。

文件读写缓冲区的说明如下图所示：

--------------------------------------
那么我们现在想绕过缓冲区，想直接将缓冲区的内容写入文件中(即磁盘)。该如何办呢？答：使用fflush函数。

　　fflush函数可以将缓冲区中任何未写入的数据直接写入文件(即磁盘)中。
　　函数执行成功则返回0，失败则返回EOF。

int fflush(FILE *stream);
　　由于fflush是实时的将缓冲区的内容写入磁盘，所以不要大量的去使用该函数；（因为会使程序执行效率降低，而且会影响磁盘寿命。）
　　但如果是特别敏感的数据，可以通过fflush写入磁盘(比如密码)，防止由于电脑的各种故障，内存数据的丢失。
　　(因为内存一断电就没有数据了，而磁盘断电数据还在，不会丢失。)
--------------------------------------
windows下示例代码：

//在缓冲区里面的代码：
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE *p = fopen("a.txt", "w");

    while (1)
    {
        char a[100] = { 0 };
        scanf("%s", a);
        if (strcmp(a, "exit") == 0)
            break;
        fprintf(p, "%s
", a);
    }
    fclose(p);
    return 0;
}
--------------------------------------
//绕过缓冲区里面的代码：
#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE *p = fopen("a.txt", "w");

    while (1)
    {
        char a[100] = { 0 };
        scanf("%s", a);
        if (strcmp(a, "exit") == 0)
            break;
        fprintf(p, "%s
", a);
        fflush(p);    //把缓冲区的数据直接同步到磁盘。
    }
    fclose(p);
    return 0;
}

=============================================================================
十六、remove函数 和 rename函数 （文件删除函数和文件改名函数）

　　remove函数删除指定的文件。
　　int remove(const char *pathname);
　　参数pathname为指定要删除的文件名，如果是windows下文件名与路径可以用反斜杠分隔，也可以用斜杠/分隔。

　　rename函数将指定的文件改名。
　　int rename(const char *OldFilename, const char *NewFilename);
=============================================================================
十七、通过fwrite将结构体保存到二进制文件中

linux下示例代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct man 
{
    char name[20];
    int age;
};
//向文件中写一个结构体。
int insert()
{
    //struct man m = {"苍老师", 40};
    //struct man m[3] = { {"苍老师", 40}, {"饭岛老师", 30}, {"陈冠希", 50} };
    struct man m = { 0 };

    FILE *p = fopen("a.dat", "a");  //a  以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件。
                                    //如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（EOF符保留）
    if (p == NULL)
        return 0;
    //fwrite(&m, 1, sizeof(struct man), p);
    //fwrite(m, 3, sizeof(struct man), p);
    
    while (1) 
    {   
        printf("请输入名字：");
        scanf("%s", m.name);
        if (strcmp(m.name, "exit") == 0)
            break;
        printf("请输入年龄：");
        scanf("%d", &m.age);
        fwrite(&m, 1, sizeof(struct man), p); 
    }   
    fclose(p);
    return 0;
}
//向文件中读一个结构体。
int select()
{
    //struct man m = { 0 };
    //struct man m[3] = { 0 };
    struct man m = { 0 };

    FILE *p = fopen("a.dat", "r");
    if (p ==NULL)
        return 0;
    //fread(&m, 1, sizeof(struct man), p);
    //fread(m, 3, sizeof(struct man), p);

    while (1)
    {
        fread(&m, 1, sizeof(struct man), p);
        if (feof(p))
            break;
        printf("%s, %d
", m.name, m.age);
    }
    /*
    int i;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        //printf("%s, %d
", m.name, m.age);
        printf("%s, %d
", m[i].name, m[i].age);
    }
    */
    fclose(p);
    return 0;
}
//参数1代表写入，参数2代表读出。
int main(int argc, int **args)
{
    if (argc < 2)
        return 0;
    char c = args[1][0];
    if (c == '1')
        insert();
    if (c == '2')
        select();
    return 0;
}

=============================================================================
课堂练习：
上面的代码功能是：只能添加姓名和年龄，显示的时候只能全部显示出来。
需要显示的时候，如果输入all，就全部显示，如果具体输入某一个人的名字，那么只显示这个人的名字和年龄。
如果输入一个不存在的人名，那么就显示not found。

linux下示例代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct man
{
    char name[20];
    int age;
};
//向文件中写一个结构体。
int myinsert()
{
    //struct man m = {"苍老师", 40};
    //struct man m[3] = { {"苍老师", 40}, {"饭岛老师", 30}, {"陈冠希", 50} };
    struct man m = { 0 };

    FILE *p = fopen("a.dat", "a");  //a   以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件。
                                    //如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（EOF符保留）
    if (p == NULL)
        return 0;
    //fwrite(&m, 1, sizeof(struct man), p);
    //fwrite(m, 3, sizeof(struct man), p);

    while (1)
    {
        printf("请输入名字：");
        scanf("%s", m.name);
        if (strcmp(m.name, "exit") == 0)
            break;
        printf("请输入年龄：");
        scanf("%d", &m.age);
        fwrite(&m, 1, sizeof(struct man), p);
    }
    fclose(p);
    return 0;
}
//向文件中读一个结构体。
int myselect()
{
    //struct man m = { 0 };
    //struct man m[3] = { 0 };
    struct man m = { 0 };

    char name[30] = { 0 };
    printf("请输入名字：");
    scanf("%s", name);

    FILE *p = fopen("a.dat", "r");
    if (p ==NULL)
        return 0;
    //fread(&m, 1, sizeof(struct man), p);
    //fread(m, 3, sizeof(struct man), p);

    int status = 0;
    while (1)
    {
        fread(&m, 1, sizeof(struct man), p);
        if (feof(p))
            break;

        if (strcmp(name, "all") == 0)
        {
            printf("%s, %d
", m.name, m.age);
            status = 1;
        }
        else
        {
            if (strcmp(name, m.name) == 0)
            {
                printf("%s, %d
", m.name, m.age);
                status = 1;
            }
        }
    }
    /*
    int i;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        //printf("%s, %d
", m.name, m.age);
        printf("%s, %d
", m[i].name, m[i].age);
    }
    */
    fclose(p);
    if (status == 0)
        printf("没有找到!
");
    return 0;
}
//参数1代表写入，参数2代表读出。
int main(int argc, int **args)
{
    if (argc < 2)
        return 0;
    char c = args[1][0];
    if (c == '1')
        myinsert();
    if (c == '2')
        myselect();
    return 0;
}

=============================================================================
继续课堂练习：
可以删除一个指定的人名和对应的年龄，如果输入一个没有的名字，那么什么也不做，不能增加新的文件。

linux下示例代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

struct man
{
    char name[20];
    int age;
};
//向文件中写一个结构体。
int myinsert()
{
    //struct man m = {"苍老师", 40};
    //struct man m[3] = { {"苍老师", 40}, {"饭岛老师", 30}, {"陈冠希", 50} };
    struct man m = { 0 };

    FILE *p = fopen("a.dat", "a");  //a   以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件。
                    //如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。（EOF符保留）
    if (p == NULL)
        return 0;

    //fwrite(&m, 1, sizeof(struct man), p);
    //fwrite(m, 3, sizeof(struct man), p);
    
    while (1)
    {
        printf("请输入名字：");
        scanf("%s", m.name);
        if (strcmp(m.name, "exit") == 0)
            break;
        printf("请输入年龄：");
        scanf("%d", &m.age);
        fwrite(&m, 1, sizeof(struct man), p);
    }
    fclose(p);
    return 0;
}
//向文件中读一个结构体。
int myselect()
{
    //struct man m = { 0 };
    //struct man m[3] = { 0 };
    struct man m = { 0 };
    
    char name[30] = { 0 };
    printf("请输入名字：");
    scanf("%s", name);

    FILE *p = fopen("a.dat", "r");
    if (p ==NULL)
        return 0;

    //fread(&m, 1, sizeof(struct man), p);
    //fread(m, 3, sizeof(struct man), p);

    int status = 0;
    while (1)
    {
        fread(&m, 1, sizeof(struct man), p);
        if (feof(p))
            break;

        if (strcmp(name, "all") == 0)
        {    
            printf("%s, %d
", m.name, m.age);
            status = 1;
        }
        else
        {
            if (strcmp(name, m.name) == 0)
            {
                printf("%s, %d
", m.name, m.age);
                status = 1;
            }
        }
    }
    /*
    int i;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        //printf("%s, %d
", m.name, m.age);
        printf("%s, %d
", m[i].name, m[i].age);
    }
    */
    fclose(p);
    if (status == 0)
        printf("没有找到!
");
    return 0;
}
//删除函数。
int mydelete()
{
    FILE *p = fopen("a.dat", "r");
    if (p == NULL)
        return 0;

    //得到文件的大小。
    fseek(p, 0, SEEK_END);
    int size = ftell(p);
    //文件多大就设置一个多大的堆空间。
    struct man *m = malloc(size);
    //一下子就把文件的所有内容读入堆内容。
    fseek(p, 0, SEEK_SET);
    fread(m, 1, size, p);
    fclose(p);
    //输入要删除的人的名字。
    printf("请输入要删除人的名字：");
    char name[30] = { 0 };
    scanf("%s", name);

    //得到有多少条记录。
    int n = size / sizeof(struct man);
    p = fopen("a.dat", "w");
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        if (strcmp(m[i].name, name) != 0)
        fwrite(&m[i], 1, sizeof(struct man), p);
    }
    fclose(p);
    free(m);
    /*
    //把所有的记录打印出来看一下。
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%s, %d
", m[i].name, m[i].age);
    }
    */
    return 0;
}
//参数1代表写入，参数2代表读出。参数3代表删除。
int main(int argc, int **args)
{
    if (argc < 2)
        return 0;
    char c = args[1][0];
    if (c == '1')
        myinsert();
    if (c == '2')
        myselect();
    if (c == '3')
        mydelete();
    return 0;
}

=============================================================================