導(dǎo)讀

無(wú)論是字符級(jí)的 fgetc/fputc，字符串操作的 fgets/fputs，還是格式化的 fscanf/fprintf，以及二進(jìn)制的 fread/fwrite，這些函數(shù)都遵循著"從頭到尾、依次處理"的順序讀寫模式。

然而，在實(shí)際編程中，我們常常需要更靈活的文件操作方式。今天，我們將進(jìn)入文件操作的另一個(gè)重要領(lǐng)域——隨機(jī)讀寫，學(xué)習(xí)如何精準(zhǔn)控制文件中的讀寫位置。讓我們開始探索以下五個(gè)核心函數(shù)：

• fseek —— 設(shè)置文件中的位置指示器位置
• ftell —— 獲取文件中的位置指示器位置
• rewind —— 重置文件中的位置指示器位置
• fgetpos —— 獲取文件中的位置指示器位置
• fsetpos —— 設(shè)置文件中的位置指示器位置

一、fseek

上圖給出了函數(shù)用法的介紹，我們可以看到該函數(shù)不僅能夠?qū)ξ谋疚募褂茫€可以對(duì)二進(jìn)制文件使用；

上圖給我們介紹了函數(shù)的三個(gè)參數(shù)與返回值，從這兩張圖片介紹中，我們可以了解該函數(shù)的使用方法：

• 向函數(shù)中傳入3個(gè)參數(shù)
  • stream ：指向識(shí)別流的 FILE 對(duì)象指針
  • offset ：文件中光標(biāo)的位置
    • 二進(jìn)制文件中：從 origin 的參考值中偏移的字節(jié)數(shù)
    • 文本文件中：0 或者由 ftell 函數(shù)獲取的返回值
  • origin ：為 offset 參考的位置
    • SEEK_SET ： 文件開頭
    • SEEK_CUR ：文件指針的當(dāng)前位置
    • SEEK_END ：文件末尾
• 函數(shù)會(huì)將與流關(guān)聯(lián)的文件內(nèi)部的光標(biāo)設(shè)置為一個(gè)新位置：
  • 二進(jìn)制文件：新位置由 origin 的參考位置的偏移量 offset 定義
  • 文本文件：新位置為 0 或者由先前調(diào)用 ftell 函數(shù)時(shí)的返回值，并且 origin 的參考值必須為 SEEK_SET ，即文件開頭；
  • 當(dāng)函數(shù)在這些參考值之外調(diào)用其他值，是否支持還取決于特定的系統(tǒng)和庫(kù)的實(shí)現(xiàn)。即若當(dāng)前系統(tǒng)支持，那此時(shí)的使用方法無(wú)法移植。
• 函數(shù)在完成設(shè)置后，會(huì)給出相應(yīng)的返回值：
  • 設(shè)置成功，則函數(shù)返回 0
  • 設(shè)置失敗，則函數(shù)返回非零值
  • 如果發(fā)生讀取或?qū)懭脲e(cuò)誤，則函數(shù)會(huì)設(shè)置錯(cuò)誤指示器（ferror）

從用法中我們可以看到，該函數(shù)的使用與 ftell 函數(shù)是分不開的，因此我們下面直接來(lái)看一下 ftell 函數(shù)應(yīng)該如何使用；

二、ftell

2.1 函數(shù)介紹

該函數(shù)的使用方法為：

• 向函數(shù)中傳入一個(gè)參數(shù)：
  • stream ：指向識(shí)別流的 FILE 對(duì)象指針
• 函數(shù)會(huì)從流中獲取當(dāng)前位置指示器的值
  • 成功時(shí)，則將當(dāng)前值返回
  • 失敗時(shí)，則返回 -1L ，并將 errno 設(shè)置為系統(tǒng)的特定正值

2.2 函數(shù)使用

該函數(shù)的使用我們可以簡(jiǎn)單的理解為，函數(shù)會(huì)獲取文件中的光標(biāo)位置：

• 當(dāng)文件為二進(jìn)制文件時(shí)，函數(shù)的返回值為文件光標(biāo)從文件開頭開始的偏移量
• 當(dāng)文件為文本文件時(shí)，函數(shù)的返回值可能沒有實(shí)際意義，但是仍可在調(diào)用 fseek 時(shí)作為函數(shù)參數(shù)，讓 fseek 將光標(biāo)的位置恢復(fù)到當(dāng)前位置

現(xiàn)在對(duì)于 fseek 和 ftell 這兩個(gè)函數(shù)我們就能夠理解為：

• ftell 用于獲取文件中的光標(biāo)位置
• fseek 用于設(shè)置文件中的光標(biāo)位置

接下來(lái)我們就可以嘗試著使用這兩個(gè)函數(shù)了：

void test1() {
	FILE* pf = fopen("C:\\Users\\LIQIAN\\Desktop\\data.txt", "r+");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return;
	}

	// 通過(guò) ftell 獲取文件中的光標(biāo)當(dāng)前位置
	long int index = ftell(pf);
	// 檢查返回值
	if (index == -1L) {
		perror("ftell");
		fclose(pf);
		pf = NULL;
		return;
	}

	// 通過(guò) fgetc 讀取當(dāng)前位置的文本信息
	int ch = fgetc(pf);
	while (ch != EOF) {
		printf("ch = %c\n", ch);
		ch = fgetc(pf);
	}

	// 通過(guò) fseek 設(shè)置文件中的光標(biāo)位置
	int set = fseek(pf, index, SEEK_SET);
	// 由于我們打開的為文本文件，因此 origin 的值必須為文件開頭（SEEK_SET）

	if (set != 0) {
		perror("fseek");
		fclose(pf);
		pf = NULL;
		return;
	}

	// 再一次讀取當(dāng)前位置的元素
	ch = fgetc(pf);
	printf("ch = %c\n", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

這里的測(cè)試代碼邏輯比較簡(jiǎn)單：

• 先通過(guò) ftell 記錄文件當(dāng)前的光標(biāo)起始位置
• 通過(guò) fgetc 進(jìn)行內(nèi)容讀取，直到光標(biāo)移動(dòng)到文件末尾
• 之后通過(guò) fseek 重新設(shè)置光標(biāo)的位置
• 最后再一次通過(guò) fgetc 來(lái)讀取當(dāng)前位置的內(nèi)容

下面我們就來(lái)運(yùn)行以下該測(cè)試代碼：

從測(cè)試結(jié)果中可以看到，文件剛打開時(shí)，光標(biāo)的位置為文件開頭，當(dāng)我們通過(guò) ftell 記錄了此時(shí)的位置后，我們通過(guò) fgetc 移動(dòng)了光標(biāo)，不管光標(biāo)最后在哪里，我們都可以通過(guò) fseek 函數(shù)將光標(biāo)設(shè)置到最初我們記錄的位置；

那可能有朋友會(huì)問(wèn)，如果我們?cè)谟涗浌鈽?biāo)的起始位置時(shí)，光標(biāo)并不在文件開頭，這時(shí)我們需要將光標(biāo)重置到文件開頭，應(yīng)該怎么辦呢？

此時(shí)有兩種辦法：

• 通過(guò)將 offset 參數(shù)值置為 0 ，即 int set = fseek(pf, 0, SEEK_SET);
• 通過(guò) rewind 函數(shù)重置光標(biāo)位置

接下來(lái)，我們就來(lái)看看 rwind 函數(shù)的具體用法；

三、rewind

3.1 函數(shù)介紹

該函數(shù)的用法如下：

• 向函數(shù)中傳入一個(gè)參數(shù)：
  • stream ：指向標(biāo)識(shí)流的 FILE 對(duì)象指針
• 函數(shù)會(huì)清除流中的文件末尾內(nèi)部指示器和錯(cuò)誤內(nèi)部指示器，并將文件內(nèi)部的位置指示器設(shè)置為文件開頭

3.2 函數(shù)使用

該函數(shù)簡(jiǎn)單的理解就是用于重置文件內(nèi)部的光標(biāo)位置。接下來(lái)我們就來(lái)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試：

void test2() {
	FILE* pf = fopen("C:\\Users\\LIQIAN\\Desktop\\data.txt", "r+");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return;
	}

	// 通過(guò) fgetc 先讀取一定的文本信息
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		int ch = fgetc(pf);
		printf("ch = %c ", ch);
	}
	printf("\n");

	// 通過(guò) ftell 獲取文件中的光標(biāo)當(dāng)前位置
	long int index = ftell(pf);
	// 檢查返回值
	if (index == -1L) {
		perror("ftell");
		fclose(pf);
		pf = NULL;
		return;
	}

	// 通過(guò) fgetc 讀取當(dāng)前位置的文本信息
	int ch = fgetc(pf);
	while (ch != EOF) {
		printf("ch = %c ", ch);
		ch = fgetc(pf);
	}
	printf("\n");

	// 通過(guò) fseek 設(shè)置文件中的光標(biāo)位置
	int set = fseek(pf, index, SEEK_SET);
	// 由于我們打開的為文本文件，因此 origin 的值必須為文件開頭（SEEK_SET）

	if (set != 0) {
		perror("fseek");
		fclose(pf);
		pf = NULL;
		return;
	}

	// 再一次讀取當(dāng)前位置的元素
	ch = fgetc(pf);
	printf("ch = %c\n", ch);

	// 通過(guò) rewind 重置光標(biāo)位置
	rewind(pf);

	// 再一次讀取當(dāng)前位置的元素
	ch = fgetc(pf);
	printf("ch = %c\n", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

我們此時(shí)的測(cè)試邏輯很簡(jiǎn)單：

• 文件在打開時(shí)，光標(biāo)會(huì)位于文件開頭
• 首先，我們通過(guò) fgetc 讀取數(shù)據(jù)來(lái)移動(dòng)光標(biāo)
• 完成寫入后，通過(guò) ftell 來(lái)記錄光標(biāo)此時(shí)的位置
• 接下來(lái)，我們繼續(xù)通過(guò) fgetc 讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)一步移動(dòng)光標(biāo)
• 之后，我們?cè)偻ㄟ^(guò) fseek 來(lái)恢復(fù)光標(biāo)的位置
• 最后，我們?cè)偻ㄟ^(guò) rewind 來(lái)重置光標(biāo)的位置

下面我們就來(lái)對(duì)其測(cè)試一下：

可以看到，當(dāng)我們使用 rewind 后，光標(biāo)的位置就從我們最開始記錄的 l 處重置為了文件開頭 H 處。

因此當(dāng)我們?cè)趯?duì)文件進(jìn)行操作時(shí)，如果我們需要重置光標(biāo)的位置，我們就可以通過(guò) rewind 實(shí)現(xiàn)。

四、fgetpos

4.1 函數(shù)介紹

該函數(shù)的用法如下所示：

• 向函數(shù)中傳入兩個(gè)參數(shù)：
  • stream ：指向標(biāo)識(shí)流的 FILE 對(duì)象指針
  • pos ：指向 fpos_t 對(duì)象指針
• 函數(shù)會(huì)將從 stream 中獲取到的當(dāng)前位置信息填入到 pos 中
  • 成功時(shí)，函數(shù)返回 0
  • 發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，errno 會(huì)被設(shè)置為平臺(tái)特定的正值，并且函數(shù)返回一個(gè)非零值

4.2 fpos_t

在函數(shù)的用法介紹中，我們看到了一個(gè)新的類型：fpos_t 。那么在使用該函數(shù)前，我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下這個(gè)新的類型：

該類型就是專門用于記錄文件中的光標(biāo)位置的類型，該類型的變量中存儲(chǔ)的信息，通常是通過(guò) fgetpos 函數(shù)進(jìn)行填充，并且其變量中的信息不能直接讀取，只能夠在調(diào)用 fsetpos 時(shí)，作為參數(shù)使用。

那也就是說(shuō)，fgetpos 與 fsetpos 這兩個(gè)函數(shù)應(yīng)該搭配起來(lái)使用，那么接下來(lái)我們就一起來(lái)看看如何 fsetpos 的具體用法；

五、fsetpos

5.1 函數(shù)介紹

該函數(shù)的用法如下所示：

• 向函數(shù)中傳入兩個(gè)參數(shù)：
  • stream ：指向標(biāo)識(shí)流的 FILE 對(duì)象指針
  • pos ：指向 fpos_t 對(duì)象指針
• 函數(shù)會(huì)將 stream 的當(dāng)前位置恢復(fù)到 pos 中
  • 成功時(shí)，函數(shù)返回 0
  • 發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，errno 會(huì)被設(shè)置為平臺(tái)特定的正值，并且函數(shù)返回一個(gè)非零值

5.2 函數(shù)使用

該函數(shù)的用法我們可以簡(jiǎn)單的理解為，將文件中的光標(biāo)位置恢復(fù)到 pos 中存儲(chǔ)的位置。

這里需要注意的是，pos_t 的對(duì)象中存儲(chǔ)的信息只能通過(guò) fgetpos 獲取，我們無(wú)法直接對(duì)其進(jìn)行賦值操作?。?！

接下來(lái)我們就來(lái)嘗試著使用一下這兩個(gè)函數(shù)：

void test3() {
	FILE* pf = fopen("C:\\Users\\LIQIAN\\Desktop\\data.txt", "r");
	if (pf == NULL) {
		perror("fopen");
		return;
	}

	// 通過(guò) fgetc 讀取數(shù)據(jù)來(lái)移動(dòng)光標(biāo)
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		int ch = fgetc(pf);
		printf("ch = %c\n", ch);
	}
	printf("\n");
	// 記錄光標(biāo)位置變量
	fpos_t pos;

	// 通過(guò) fgetpos 獲取當(dāng)前光標(biāo)位置
	int get = fgetpos(pf, &pos);

	// 通過(guò) fgetc 移動(dòng)光標(biāo)
	int ch = fgetc(pf);
	while (ch != '!') {
		printf("ch = %c\n", ch);
		ch = fgetc(pf);
	}

	printf("\nch = %c\n", ch);

	// 通過(guò) fsetpos 來(lái)恢復(fù)光標(biāo)位置
	int set = fsetpos(pf, &pos);
	
	ch = fgetc(pf);
	printf("\nch = %c\n", ch);

	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

這一次我們測(cè)試的邏輯與前面的邏輯一致：

• 先通過(guò) fgetc 來(lái)移動(dòng)光標(biāo)
• 再通過(guò) fgetpos 來(lái)獲取光標(biāo)位置信息
• 之后再一次通過(guò) fgetc 來(lái)移動(dòng)光標(biāo)
• 最后通過(guò) fsetpos 來(lái)設(shè)置光標(biāo)位置

下面我們就來(lái)測(cè)試一下：

可以看到，函數(shù) fgetpos 與 fsetpos 二者配合起來(lái)使用，同樣能夠達(dá)到光標(biāo)定位與設(shè)置的效果。

現(xiàn)在問(wèn)題來(lái)了，這兩個(gè)函數(shù)與前面我們介紹的 ftell 和 fseek 之間有什么不同呢？

5.3 函數(shù)比較

5.3.1 相同點(diǎn)

不管是 ftell 與 fseek 的搭配使用，還是 fgetpos 與 fsetpos 的搭配使用，他們都是用來(lái)完成兩件事：

• 記錄光標(biāo)位置
• 設(shè)置光標(biāo)位置

5.3.2 不同點(diǎn)

這二者之間不同的地方在于—— 記錄光標(biāo)位置的方式不同：

• ftell 是通過(guò) long int 類型的變量來(lái)記錄光標(biāo)的位置
• fgetpos 則是通過(guò) fpos_t 類型的變量來(lái)記錄光標(biāo)位置

因此，這就導(dǎo)致了二者能夠處理的文件大小有所區(qū)別：

• 當(dāng)光標(biāo)的位置值大于 long int 時(shí)，我們?cè)偻ㄟ^(guò) ftell 來(lái)記錄光標(biāo)的位置就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題
• 由于 fgetpos 是通過(guò) fpos_t 來(lái)記錄，因此，我們不需要考慮光標(biāo)的位置是否會(huì)存在溢出的情況

也就是說(shuō)，當(dāng)我們處理大文件時(shí)，我們選擇使用 fgetpos 和 fsetpos 會(huì)更加保險(xiǎn)一點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，我們深入掌握了C語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)文件隨機(jī)讀寫的五個(gè)核心函數(shù)。讓我們簡(jiǎn)單回顧一下本篇的重要內(nèi)容：

函數(shù)功能總結(jié)：

• fseek：精確定位文件光標(biāo)，支持三種參考位置（文件頭、當(dāng)前位置、文件尾）
• ftell：獲取當(dāng)前光標(biāo)位置，為 fseek 提供定位依據(jù)
• rewind：快速重置光標(biāo)到文件開頭，并清除錯(cuò)誤指示器
• fgetpos：使用fpos_t類型安全記錄光標(biāo)位置
• fsetpos：與 fgetpos 配合，精準(zhǔn)恢復(fù)光標(biāo)位置

關(guān)鍵區(qū)別：

• ftell/fseek 使用 long 類型，適合一般文件操作
• fgetpos/fsetpos 使用 fpos_t 類型，更適合大文件處理

實(shí)踐價(jià)值：

掌握了這些函數(shù)，我們就能在文件中自由"穿梭"，實(shí)現(xiàn)高效的隨機(jī)訪問(wèn)，為復(fù)雜文件操作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

以上就是C語(yǔ)言文件隨機(jī)讀寫的完全指南的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C語(yǔ)言文件隨機(jī)讀寫的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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