第十三章磁盤文件操作

1、人民郵電出版社第十三章 磁盤文件操作(I/O系統(tǒng))人民郵電出版社13.1 文件概述文件概述13.2 控制臺控制臺I/O13.3 ANSI 文件文件I/O系統(tǒng)系統(tǒng)人民郵電出版社1313.11.1 C1 C文件的概念文件的概念 文件文件(file)是計算機技術(shù)中的一個重要概念。文是計算機技術(shù)中的一個重要概念。文件一詞我們多次使用。件一詞我們多次使用。 從操作系統(tǒng)的角度，與主機相連的輸入輸出設從操作系統(tǒng)的角度，與主機相連的輸入輸出設備，也看做是文件。備，也看做是文件。 13.1 文件概述文件概述人民郵電出版社1313.11.2 2 流的概念流的概念 ANSI C的文件系統(tǒng)適用于多種設備，如終端、磁的

2、文件系統(tǒng)適用于多種設備，如終端、磁盤和磁帶等設備。盤和磁帶等設備。 根據(jù)文件存儲形式的不同，有兩種類型的流：文根據(jù)文件存儲形式的不同，有兩種類型的流：文本流和二進制流。本流和二進制流。1. 1. 文本流文本流 文本流是一個文本流是一個ASCIIASCII碼字符序列。根據(jù)具體環(huán)境的碼字符序列。根據(jù)具體環(huán)境的需要，可能會有一定的字符要進行轉(zhuǎn)換。需要，可能會有一定的字符要進行轉(zhuǎn)換。2. 2. 二進制流二進制流 二進制流是一組字節(jié)序列。它與設備之間傳遞的二進制流是一組字節(jié)序列。它與設備之間傳遞的數(shù)據(jù)存在一一對應的關(guān)系，即沒有任何字符的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)存在一一對應的關(guān)系，即沒有任何字符的轉(zhuǎn)換。 人民郵電出版社

3、1313.11.3 3 緩沖文件系統(tǒng)和非緩沖文件系統(tǒng)緩沖文件系統(tǒng)和非緩沖文件系統(tǒng) C語言支持兩種文件系統(tǒng)：緩沖文件系統(tǒng)和非語言支持兩種文件系統(tǒng)：緩沖文件系統(tǒng)和非緩沖文件系統(tǒng)。緩沖文件系統(tǒng)。 所謂緩沖文件系統(tǒng)所謂緩沖文件系統(tǒng)(buffered file system) 是指是指在進行在進行I/O操作時，系統(tǒng)自動為每個打開的文件開操作時，系統(tǒng)自動為每個打開的文件開辟一個內(nèi)存緩沖區(qū)。辟一個內(nèi)存緩沖區(qū)。 所謂非緩沖文件系統(tǒng)所謂非緩沖文件系統(tǒng)(unbuffered file system)是指系統(tǒng)不自動開辟內(nèi)存緩沖區(qū)，而是由程序自是指系統(tǒng)不自動開辟內(nèi)存緩沖區(qū)，而是由程序自己為每個文件設定緩沖區(qū)。己為每個

4、文件設定緩沖區(qū)。人民郵電出版社13.2 控制臺控制臺I/O1313.22.1 1 簡單的控制臺簡單的控制臺I I/OO函數(shù)函數(shù)1. 讀寫字符讀寫字符 表中讀寫字符的四個函數(shù)的原型如下：表中讀寫字符的四個函數(shù)的原型如下： int getche(void); int puthar(int); int getchar(void); int getch(void); 函數(shù)函數(shù)getchar()是函數(shù)是函數(shù)getche()的一個變體。由于的一個變體。由于它要求輸入回車，就有可能在函數(shù)返回之后留下字它要求輸入回車，就有可能在函數(shù)返回之后留下字符在輸入流中。符在輸入流中。 人民郵電出版社2. 讀寫字符串讀寫

5、字符串 用于控制臺讀寫字符串的函數(shù)為用于控制臺讀寫字符串的函數(shù)為gets()和和puts()。它們的原型如下：它們的原型如下： char *gets(char *); int puts(char *); 并且都在頭文件并且都在頭文件stdio.h中說明。中說明。 gets()函數(shù)從鍵盤讀入一個字符串，放到指針參數(shù)函數(shù)從鍵盤讀入一個字符串，放到指針參數(shù)指定的地址中。指定的地址中。 puts()函數(shù)的功能是在屏幕上顯示一字符串，后跟函數(shù)的功能是在屏幕上顯示一字符串，后跟一個新行符。一個新行符。人民郵電出版社1313.22.2 2 格式化的控制臺格式化的控制臺I I/OO 除了前面所介紹的簡單控制臺

6、除了前面所介紹的簡單控制臺I/O函數(shù)以外，函數(shù)以外，標準函數(shù)庫中還有兩個格式化輸入輸出函數(shù)：標準函數(shù)庫中還有兩個格式化輸入輸出函數(shù)：printf()和和scanf()。 人民郵電出版社1313.22.3 3 標準設備文件及標準設備文件及I I/OO改向改向 當進行輸入輸出操作時，一般輸入設備為鍵盤，當進行輸入輸出操作時，一般輸入設備為鍵盤，輸出設備為顯示器。這是系統(tǒng)規(guī)定的，稱這些設備為輸出設備為顯示器。這是系統(tǒng)規(guī)定的，稱這些設備為標準設備。標準設備。 標準設備文件的改向操作，是在執(zhí)行用戶程序文標準設備文件的改向操作，是在執(zhí)行用戶程序文件時，用改向操作符實現(xiàn)的。有兩個改向操作符，它件時，用改向操

7、作符實現(xiàn)的。有兩個改向操作符，它們是：們是： 標準輸出文件改向。標準輸出文件改向。人民郵電出版社13.3 ANSI 文件文件I/O系統(tǒng)系統(tǒng) ANSI 文件文件I/O 系統(tǒng)，也稱為緩沖文件輸入輸系統(tǒng)，也稱為緩沖文件輸入輸出系統(tǒng)。它由一些相互關(guān)聯(lián)的函數(shù)組成。出系統(tǒng)。它由一些相互關(guān)聯(lián)的函數(shù)組成。 人民郵電出版社1313.33.1 1 文件結(jié)構(gòu)類型和文件指針文件結(jié)構(gòu)類型和文件指針 首先引入一個新的數(shù)據(jù)類型，即文件結(jié)構(gòu)首先引入一個新的數(shù)據(jù)類型，即文件結(jié)構(gòu)類型。類型。 在在ANSI 文件文件I/O系統(tǒng)中，每個被使用的文系統(tǒng)中，每個被使用的文件，都在內(nèi)存開辟一個區(qū)，用于存放文件的相件，都在內(nèi)存開辟一個區(qū)，用

8、于存放文件的相關(guān)信息，如文件名、文件狀態(tài)、文件緩沖區(qū)位關(guān)信息，如文件名、文件狀態(tài)、文件緩沖區(qū)位置以及當前的讀寫位置等。置以及當前的讀寫位置等。 指向指向FILE結(jié)構(gòu)的指針稱為文件指針。文件結(jié)構(gòu)的指針稱為文件指針。文件指針變量定義的一般形式為：指針變量定義的一般形式為： FILE *文件指針名；文件指針名；人民郵電出版社1313.33.2 2 打開文件和關(guān)閉文件打開文件和關(guān)閉文件 文件操作的總流程是：打開文件文件操作的總流程是：打開文件操作文件操作文件關(guān)閉文件。關(guān)閉文件。 所謂打開文件，就是把一個流同一個文件聯(lián)所謂打開文件，就是把一個流同一個文件聯(lián)系起來，使得能夠進行文件的輸入和輸出操作。系起來

9、，使得能夠進行文件的輸入和輸出操作。 人民郵電出版社1. 文件打開函數(shù)文件打開函數(shù)fopen() 打開文件是通過函數(shù)打開文件是通過函數(shù)fopen()實現(xiàn)的。此函數(shù)實現(xiàn)的。此函數(shù)要完成下列兩個功能：要完成下列兩個功能： 第一，打開一個流并把它同一個需要打開的第一，打開一個流并把它同一個需要打開的文件聯(lián)系起來；文件聯(lián)系起來； 第二，返回該文件的文件指針。第二，返回該文件的文件指針。 fopen()函數(shù)的原型如下：函數(shù)的原型如下： FILE *fopen(char *filename, char *mode); 人民郵電出版社 用用“r”模式打開的文件，只能用于向計算機輸入模式打開的文件，只能用于向

10、計算機輸入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(讀文件讀文件)，不能向該文件輸出數(shù)據(jù)，不能向該文件輸出數(shù)據(jù)(寫文件寫文件)。此。此模式要求所要打開的文件必須是已經(jīng)存在，否則在打模式要求所要打開的文件必須是已經(jīng)存在，否則在打開時出錯。開時出錯。 用用“w”模式打開的文件只能用于向文件寫數(shù)據(jù)模式打開的文件只能用于向文件寫數(shù)據(jù)，不能用來向計算機輸入數(shù)據(jù)。，不能用來向計算機輸入數(shù)據(jù)。 用用“a”模式打開的文件，可以向文件的末尾添模式打開的文件，可以向文件的末尾添加數(shù)據(jù)。加數(shù)據(jù)。 用用“r+”、“w+”和和“a+”打開的文件，既可打開的文件，既可以用作寫也可以用作讀。以用作寫也可以用作讀。 人民郵電出版社2. 文件關(guān)閉函數(shù)文件關(guān)閉

11、函數(shù) fclose() 函數(shù)函數(shù)fclose()用于關(guān)閉用用于關(guān)閉用fopen()打開的文件。打開的文件。 函數(shù)函數(shù)fclose()fclose()的原型為：的原型為： int fclose(FILE int fclose(FILE * *fp);fp); 這里這里fpfp是調(diào)用是調(diào)用fopen()fopen()時時, ,它返回的文件指針。它返回的文件指針。 人民郵電出版社1313.33.3 3 文件的讀和寫文件的讀和寫1. 函數(shù)函數(shù)fgetc()和和fputc(函數(shù)函數(shù)getc()和和putc() 函數(shù)函數(shù)fgetc() 此函數(shù)的功能是，從指定文件讀入一個字符。它的此函數(shù)的功能是，從指定文件

12、讀入一個字符。它的原形為：原形為： int getc(File *fp);fp為文件指針。為文件指針。 人民郵電出版社 函數(shù)函數(shù)fputc() 此函數(shù)的功能是，向指定文件寫一個字符。它此函數(shù)的功能是，向指定文件寫一個字符。它的原型為：的原型為： int putc(int ch, FILE *fp); 其中其中fp為文件指針，為文件指針，ch為字符變量，其值即為為字符變量，其值即為所要寫進文件的字符。所要寫進文件的字符。 人民郵電出版社2. 函數(shù)函數(shù) feof()、ferror()和和rewind() 的應用的應用(1) 函數(shù)函數(shù) feof() 為了能同時適用于文本文件和二進制文件，可采用為了能

13、同時適用于文本文件和二進制文件，可采用二進制模式打開文件。二進制模式打開文件。 (2) 函數(shù)函數(shù) ferror() ferror()函數(shù)可用來確定文件操作是否出現(xiàn)了錯誤。函數(shù)可用來確定文件操作是否出現(xiàn)了錯誤。 (3) 函數(shù)函數(shù) rewind() rewind()函數(shù)用于將其參數(shù)所指示的文件指針，定函數(shù)用于將其參數(shù)所指示的文件指針，定位到文件的開頭。位到文件的開頭。 人民郵電出版社3. 函數(shù)函數(shù) getw() 和和 putw() 函數(shù)函數(shù)getw()和和putw()分別用于讀和寫磁盤文分別用于讀和寫磁盤文件中的整數(shù)。件中的整數(shù)。 人民郵電出版社4. 函數(shù)函數(shù) fgets() 和和 fputs()

14、 函數(shù)函數(shù)fgets()和和fputs()分別用于讀和寫磁盤文件分別用于讀和寫磁盤文件的字符串，其原型如下：的字符串，其原型如下： char *fputs(char *str, FILE *fp); char *fgets(char *str,int length, FILE *fp); 函數(shù)函數(shù)fgets()從指定的流讀一個字符串，直到從指定的流讀一個字符串，直到遇到新行符或讀夠了遇到新行符或讀夠了length-1個字符。個字符。 人民郵電出版社5. 函數(shù)函數(shù) fread() 和和 fwrite() 函數(shù)函數(shù)fread()和函數(shù)和函數(shù)fwrite()分別用于讀和寫數(shù)據(jù)分別用于讀和寫數(shù)據(jù)塊塊(

15、一組數(shù)據(jù)一組數(shù)據(jù))。它們的原型如下：。它們的原型如下：unsigned fread(void *buffer,int num_bytes,int count,FILE *fp);unsigned fwrite(void *buffer,int num_bytes,int count,FILE *fp);人民郵電出版社6. 函數(shù)函數(shù)fprintf()和和fscanf() 對磁盤文件的格式化對磁盤文件的格式化I/O操作是通過操作是通過fprintf()和和fscanf()兩個函數(shù)實現(xiàn)的。它們同函數(shù)兩個函數(shù)實現(xiàn)的。它們同函數(shù)printf()和和scanf()很相似，只是它們是對磁盤文件操作而不是很相

16、似，只是它們是對磁盤文件操作而不是控制臺。函數(shù)控制臺。函數(shù)fprintf()和和fscanf()的原型為：的原型為：int fprintf(FILE *fp, char *control_string, .);int fscanf(FILE *fp, char *control_string, .);人民郵電出版社1313.33.4 4 文件的定位與文件的隨機存取文件的定位與文件的隨機存取1. 函數(shù)函數(shù)rewind() 函數(shù)的原型如下：函數(shù)的原型如下： void rewind(FILE *fp)2. 函數(shù)函數(shù)fseek() 函數(shù)的原型如下：函數(shù)的原型如下： int fseek(FILE *fp,long number_bytes,int origin);人民郵電出版社3. 函數(shù)函數(shù)ftell() 在程序運行中，隨著對文件的操作，文件的位在程序運行中，隨著對文件的操作，文件的位置指針，是經(jīng)常變動的。有時可能不清楚當前指針置指針，是經(jīng)常變動的。有時可能不清楚當前指針所指的位置。函數(shù)所指的位置。函數(shù)ftell()的作用是獲取文件當前