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C语言文件操作之fread函数详解

作者：韩曙亮　　发布时间：2023-07-06 18:24:15　

标签：c语言,fread,函数

前言

二进制文件读写两个重要的函数 , fread 和 fwrite , fread 用于读取文件 , fwrite 用于写出文件 ;

fread / fwrite 函数既可以操作二进制文件 , 又可以操作文本文件 ;

getc / putc 函数 , fscanf / fprintf 函数 , fgets / fgets 函数 , 只能用于操作文本文件 ;

一、fread 函数

fread 函数作用 : 从文件中读取若干字节数据到内存缓冲区中 ;

fread 函数原型 :

size_t fread( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );

void *buffer 参数 : 将文件中的二进制数据读取到该缓冲区中 ;

size_t size 参数 : 读取的基本单元字节大小 , 单位是字节 , 一般是 buffer 缓冲的单位大小 ;

如果 buffer 缓冲区是 char 数组 , 则该参数的值是 sizeof(char) ;
如果 buffer 缓冲区是 int 数组 , 则该参数的值是 sizeof(int) ;

size_t count 参数 : 读取的基本单元个数 ;

FILE *stream 参数 : 文件指针 ;

size_t 返回值 : 实际从文件中读取的基本单元个数 ; 读取的字节数是基本单元数 * 基本单元字节大小 ;

代码示例 : 一次性读满整个缓冲区 ;

#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用 "rb" 读取二进制方式打开文件
FILE *p = fopen("D:\\a.txt", "rb");
// 用于接收读取数据的缓冲区
char buffer[1024] = {0};
// buffer : 将文件读取到内存的位置
// sizeof(char) : 读取的基本单元字节长度
// sizeof(buffer) : 读取的基本单元个数,
// 读取字节个数是 sizeof(buffer) * sizeof(char)
// p : 文件指针
fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer), p);
// 打印读取的内容
printf("buffer = ％s\n", buffer);
printf("Main End\n");
return 0;
}

执行结果 :

二、缓冲区受限的情况 ( 循环读取文件 | feof 函数判定文件读取完毕 )

假设缓冲区很小 , 文件很大 , 则需要循环读取文件数据 ;

使用 feof(p) 判定文件是否读取完毕 , 如果返回 true 说明文件没有读取完毕 , 返回 false , 说明文件读取完毕 ;

代码示例 :

#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用 "rb" 读取二进制方式打开文件
FILE *p = fopen("D:\\a.txt", "rb");
// 用于接收读取数据的缓冲区
char buffer[4] = {0};
while(!feof(p)){
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// buffer : 将文件读取到内存的位置
// sizeof(char) : 读取的基本单元字节长度
// sizeof(buffer) : 读取的基本单元个数,
// 读取字节个数是 sizeof(buffer) * sizeof(char)
// p : 文件指针
fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer), p);
// 打印读取的内容
printf("buffer = ％s\n", buffer);
}
printf("Main End\n");
return 0;
}

执行结果 : 读取之后出现乱码 , 这是由于每次读取 10 10 10 字节 , 但是字符串必须要以 ‘\0’ 进行结尾 , 如果没有 ‘\0’ 则会一直读取直到出现 ‘\0’ 字符串结尾位置 ;

三、处理乱码问题

为了避免上述打印出现乱码的情况 , char buffer[4] = {0}; 准备了 4 4 4 字节缓冲区 , 每次只使用其中的 3 3 3 个字节 , 这就能保证最后一个字节必定是 ‘\0’ , 打印时就不会出现乱码 ;

代码示例 :

#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用 "rb" 读取二进制方式打开文件
FILE *p = fopen("D:\\a.txt", "rb");
// 用于接收读取数据的缓冲区
char buffer[4] = {0};
while(!feof(p)){
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// buffer : 将文件读取到内存的位置
// sizeof(char) : 读取的基本单元字节长度
// sizeof(buffer) : 读取的基本单元个数,
// 读取字节个数是 sizeof(buffer) * sizeof(char)
// p : 文件指针
fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer) - 1, p);
// 打印读取的内容
printf("buffer = ％s\n", buffer);
}
printf("Main End\n");
return 0;
}

执行结果 : 每次从文件中读取缓冲区字节数 - 1 个字节 , 则能完整的将文本打印出来 ;

四、记录读取的字节个数

fread 函数返回值表示读取到的基本单元的个数 , 如果设置了 1KB 的缓冲区 , 但是文件中只有 5 字节 , 则 fread 的返回值就是实际读取到的数据个数 ;

代码示例 :

#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用 "rb" 读取二进制方式打开文件
FILE *p = fopen("D:\\a.txt", "rb");
// 用于接收读取数据的缓冲区
char buffer[1024] = {0};
// buffer : 将文件读取到内存的位置
// sizeof(char) : 读取的基本单元字节长度
// sizeof(buffer) : 读取的基本单元个数,
// 读取字节个数是 sizeof(buffer) * sizeof(char)
// p : 文件指针
// 返回值 : fread 函数返回值表示读取到的基本单元的个数
size_t count = fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer) - 1, p);
// 打印读取的内容
printf("buffer = ％s , read count = ％u\n", buffer, count);
printf("Main End\n");
return 0;
}

执行结果 :

五、读取到 0 字节的情况

如果基本单元大小 4 4 4 字节 , 文件中只有 3 3 3 字节数据 , 则使用 fread 函数读取文件 , 缓冲区设置 1KB , 则实际读取到的基本单元个数是 0 0 0 ;

代码示例 :

#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用 "rb" 读取二进制方式打开文件
FILE *p = fopen("D:\\a.txt", "rb");
// 用于接收读取数据的缓冲区
char buffer[1024] = {0};
// buffer : 将文件读取到内存的位置
// sizeof(char) : 读取的基本单元字节长度
// sizeof(buffer) : 读取的基本单元个数,
// 读取字节个数是 sizeof(buffer) * sizeof(char)
// p : 文件指针
// 返回值 : fread 函数返回值表示读取到的基本单元的个数
size_t count = fread(buffer, sizeof(int), sizeof(buffer) - 1, p);
// 打印读取的内容
printf("buffer = ％s , read count = ％u\n", buffer, count);
printf("Main End\n");
return 0;
}

执行结果 :

六、读取完毕的情况

如果文件已经读取完毕 , 不关闭文件 , 再次调用 fread 函数继续读取 , 则读取到的基本单元个数是 0 0 0 ;

使用 feof(p) 判定文件是否读取完毕 , 如果返回 true 说明文件没有读取完毕 , 返回 false , 说明文件读取完毕 ;

代码示例 :

#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用 "rb" 读取二进制方式打开文件
FILE *p = fopen("D:\\a.txt", "rb");
// 用于接收读取数据的缓冲区
char buffer[1024] = {0};
// buffer : 将文件读取到内存的位置
// sizeof(char) : 读取的基本单元字节长度
// sizeof(buffer) : 读取的基本单元个数,
// 读取字节个数是 sizeof(buffer) * sizeof(char)
// p : 文件指针
// 返回值 : fread 函数返回值表示读取到的基本单元的个数
size_t count = fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer) - 1, p);
// 打印第一次读取的内容
printf("First fread : buffer = ％s , read count = ％u\n", buffer, count);
count = fread(buffer, sizeof(int), sizeof(buffer) - 1, p);
// 打印第二次读取的内容
printf("Second fread : buffer = ％s , read count = ％u\n", buffer, count);
printf("Main End\n");
return 0;
}

执行结果 :

七、读取文本文件 “\n” 与读取二进制文件 “\r\n” 区别

以下区别只在 Windows 系统存在 , 在 Linux / Unix 中读取文本数据与二进制数据没有区别 ;

使用 ‘rb’ 方式打开文件 , 读取二进制文件 , 然后调用 fread 函数读取文件 ,

#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用 "rb" 读取二进制方式打开文件
FILE *p = fopen("D:\\a.txt", "rb");
// 用于接收读取数据的缓冲区
char buffer[1024] = {0};
// buffer : 将文件读取到内存的位置
// sizeof(char) : 读取的基本单元字节长度
// sizeof(buffer) : 读取的基本单元个数,
// 读取字节个数是 sizeof(buffer) * sizeof(char)
// p : 文件指针
// 返回值 : fread 函数返回值表示读取到的基本单元的个数
size_t count = fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer) - 1, p);
// 打印第一次读取的内容
printf("fread : buffer = ％s , read count = ％u\n", buffer, count);
// 逐个字节打印读取出数据的 ASCII 码
int i = 0;
for(i = 0; i < count; i ++){
printf("buffer[％d] = ％x\n", i, buffer[i]);
}
printf("Main End\n");
return 0;
}

执行结果 : 第 2 2 2 个索引读取出来的值是 0xd 对应 ‘\r’ , 第 3 3 3 个值是 0xa 对应 ‘\n’ ;

注意 : 最后两个字节是空行对应的 “\r\n” ;

fread : buffer = ab
cd
, read count = 8
buffer[0] = 61
buffer[1] = 62
buffer[2] = d
buffer[3] = a
buffer[4] = 63
buffer[5] = 64
buffer[6] = d
buffer[7] = a
Main End

使用 ‘r’ 方式打开文件 , 读取文本文件 , 然后调用 fread 函数读取文件 ,

#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用 "rb" 读取二进制方式打开文件
FILE *p = fopen("D:\\a.txt", "r");
// 用于接收读取数据的缓冲区
char buffer[1024] = {0};
// buffer : 将文件读取到内存的位置
// sizeof(char) : 读取的基本单元字节长度
// sizeof(buffer) : 读取的基本单元个数,
// 读取字节个数是 sizeof(buffer) * sizeof(char)
// p : 文件指针
// 返回值 : fread 函数返回值表示读取到的基本单元的个数
size_t count = fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer) - 1, p);
// 打印第一次读取的内容
printf("fread : buffer = ％s , read count = ％u\n", buffer, count);
// 逐个字节打印读取出数据的 ASCII 码
int i = 0;
for(i = 0; i < count; i ++){
printf("buffer[％d] = ％x\n", i, buffer[i]);
}
printf("Main End\n");
return 0;
}