C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)課件：第11章 文件

1、共 29 頁 第 1 頁第十一章文 件C語言程序設(shè)計(jì)共 29 頁 第 2 頁本 章 要 點(diǎn)掌握文件類型指針 (FILE類型指針)掌握文件的打開與關(guān)閉 (fopen, fclose)掌握文件的讀寫共 29 頁 第 3 頁11.1 C文件概述1.定義： 文件是指存儲在外部介質(zhì)上數(shù)據(jù)的集合。操作系統(tǒng)是以文件為單位對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的。每一個與主機(jī)相連的輸入或輸出設(shè)備都看作是一個文件。2.組織形式： 按照文件的存儲的編碼形式分為兩類ASCII碼（文本）文件：文件的每一個字節(jié)放一個ASCII代碼，代表一個字符。二進(jìn)制文件：把內(nèi)存中的數(shù)據(jù)按其在內(nèi)存中的存儲形式原樣輸出到磁盤文件上。3. 邏輯結(jié)構(gòu)： 從文件的邏

2、輯結(jié)構(gòu)把文件看做數(shù)據(jù)流字符（字節(jié)）序列：由一個個字符（字節(jié)）的數(shù)據(jù)順序組成,對文件的存取是以字符（字節(jié)）為單位，稱為字符流。二進(jìn)制流共 29 頁 第 4 頁4. 輸入輸出方式緩沖文件系統(tǒng)： 由于系統(tǒng)對從磁盤文件數(shù)據(jù)的存取速度與內(nèi)存數(shù)據(jù)存取訪問的速度不同，文件數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)的讀寫不可能瞬間完成。為了提高數(shù)據(jù)存取速度，C程序?qū)ξ募奶幚聿捎镁彌_文件系統(tǒng)方式進(jìn)行。要求程序與文件之間有一個內(nèi)存緩沖區(qū)，程序與文件的數(shù)據(jù)交換通過緩沖區(qū)進(jìn)行。緩沖區(qū)的大小由C系統(tǒng)決定。 系統(tǒng)自動為每一個文件分配一個內(nèi)存緩沖區(qū)，當(dāng)程序要向磁盤文件寫入數(shù)據(jù) ，必須先送到緩沖區(qū)，由操作系統(tǒng)把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存入磁盤。從文件向內(nèi)存讀入

3、數(shù)據(jù)，先由操作系統(tǒng)把數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)，然后程序?qū)?shù)據(jù)從緩沖區(qū)讀入內(nèi)存。 共 29 頁 第 5 頁非緩沖文件系統(tǒng)： 系統(tǒng)不自動開辟確定大小的緩沖區(qū)，而由程序?yàn)槊總€文件設(shè)定緩沖區(qū)。 不同的操作系統(tǒng)對文件的處理采用不同的方式，UNIX用緩沖文件系統(tǒng)處理文本文件，用非緩沖系統(tǒng)處理二進(jìn)制文件。標(biāo)準(zhǔn)C只采用緩沖文件系統(tǒng)。共 29 頁 第 6 頁 C程序?qū)ξ募乃胁僮魍ㄟ^對文件緩沖區(qū)的操作來完成。對文件的讀寫操作通過庫函數(shù)實(shí)現(xiàn)。程序要處理文件時(shí)，只需要跟內(nèi)存緩沖區(qū)打交道，而不必考慮外部磁盤的特性。程序數(shù)據(jù)區(qū)輸出文件緩沖區(qū)輸入文件緩沖區(qū)磁盤操作系統(tǒng)自動完成程序控制共 29 頁 第 7 頁11.2 文件類型指針

4、結(jié)構(gòu)體類型 FILE 每個被使用的文件都在內(nèi)存中開辟一個區(qū)域，用來存放文件的有關(guān)信息（如文件名，狀態(tài)，當(dāng)前位置等）。這些信息保存在一個結(jié)構(gòu)體類型的變量中。定義：緩沖文件系統(tǒng)中，獲取內(nèi)存中存放文件有關(guān)信息的結(jié)構(gòu)體的指針定義為文件類型指針。通過文件指針變量能找到指定的文件，以實(shí)現(xiàn)對文件的訪問。共 29 頁 第 8 頁對文件操作的相關(guān)信息的結(jié)構(gòu)體類型由系統(tǒng)定義為“FILE”，包含在 stdio.h文件中：如typedef struct int _fd;； /* 文件號 */ int _cleft； /* 緩沖區(qū)中剩下的字符 */ int _mode； /* 文件操作模式 */ char *_next

5、tc; /* 下一個字符位置 */ char *_buff; /* 文件緩沖區(qū)位置 */ FILE;共 29 頁 第 9 頁例：定義一個文件指針變量FILE *fp;fp是一個指向FILE結(jié)構(gòu)體類型的指針變量?？梢允?fp指向某一個具體文件的結(jié)構(gòu)體變量，通過讀取該結(jié)構(gòu)體變量中的有關(guān)信息來實(shí)現(xiàn)對文件的訪問和操作。也就是通過fp 指定要被訪問的文件。提示：文件操作具有順序性，文件指針不能進(jìn)行fp+或fp操作，前一個數(shù)據(jù)取出后，下一次將順序取后一個數(shù)據(jù)。共 29 頁 第 10 頁文件的一般操作過程 打開文件 建立用戶程序與文件的聯(lián)系 操作文件 對文件進(jìn)行讀、寫、追加等操作 關(guān)閉文件 切斷文件與程序的

6、聯(lián)系共 29 頁 第 11 頁11.3 文件的打開與關(guān)閉11.3.1 文件的打開（函數(shù) fopen）功能：在對文件讀寫之前打開文件。調(diào)用方式： FILE *fp； fp=fopen(文件名,使用文件方式）；返回值：指定文件的指針，若失敗返回 NULL三要素：文件指針，文件名，使用方式例：fp=fopen(“m1”,”r”); fp=fopen(“e:mydata.dat”,”r”);表示打開名為m1的文件,使用方式為“讀入”.提示：文件名和打開方式都是字符串，一般要指出文件存放的路徑，不指出路徑則默認(rèn)與當(dāng)前程序的路徑相同。共 29 頁 第 12 頁文件使用方式共 29 頁 第 13 頁文件使用

7、方式共 29 頁 第 14 頁 進(jìn)行文件讀寫的一般規(guī)則1. 讀文件 指定的文件必須存在，否則出錯；2. 寫文件（指定的文件可以存在，也可以不存在） (1)以“w”方式寫： if該文件已經(jīng)存在 原文件將被刪去然后重新建立； else 按指定的名字新建一個文件； (2)以“a”方式寫： if該文件已經(jīng)存在 寫入的數(shù)據(jù)附加在原數(shù)據(jù)后邊； else 按指定的名字新建一個文件（與“w”相同）； (3)文件同時(shí)讀和寫： 使用“r+”、“w+”、“ a+”打開文件。共 29 頁 第 15 頁11.3.2 文件的關(guān)閉（函數(shù) fclose）功能：使用文件之后關(guān)閉文件。使文件指針變量不再指向該文件。調(diào)用方式： f

8、close(文件指針）；返回值：關(guān)閉成功返回 0，若失敗返回 非零值。例： fclose （fp）; 在程序結(jié)束之前關(guān)閉所有使用的文件，如果不關(guān)閉文件可能會丟失數(shù)據(jù)。用fclose關(guān)閉文件，將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)輸出到磁盤后再釋放文件指針變量，可避免數(shù)據(jù)丟失。共 29 頁 第 16 頁11.4 文件的讀寫11.4.1 格式化讀寫函數(shù) fscanf 功能：將指定磁盤文件格式化賦給指定對象。 fprintf 功能：將指定對象格式化輸出到指定磁盤文件上。格式： fprintf （文件指針，格式字符串，輸出表列） fscanf （文件指針，格式字符串，輸入表列）例：fscanf(fp,”%d,%f”,&i,&

9、a); 從fp所指向的文件中，取出數(shù)據(jù)賦給i和a. fprintf(fp,”%d,%f”,a,b); 將a和b的值按指定格式寫入到fp所指向的文件中。共 29 頁 第 17 頁例1: 將兩個變量的數(shù)值寫入test.txt 。# include “stdio.h”main( )FILE *fp；int i=3; float t=4.5;if (fp=fopen(“test.txt”, “w”) = NULL) printf (“file open failed”); exit(0); fprintf(fp,”%d, %6.2f”,i, t );fclose (fp);運(yùn)行結(jié)果：test.txt

10、的內(nèi)容是3，4.50定義文件指針變量寫入i, t 關(guān)閉文件共 29 頁 第 18 頁11.4.2 fputc函數(shù)和fgetc函數(shù)fputc 功能： 把一個字符寫到fp所指向的磁盤文件中。 格式： fputc(ch , fp);文件類型指針變量要輸出的字符 fgetc 功能：從指定磁盤文件讀出一個字符，該文件必須 是以讀或讀寫的方式打開的。 格式：ch=fgetc(fp); 文件類型指針變量字符變量若讀到文件尾結(jié)束符時(shí)，函數(shù)返回一個文件結(jié)束標(biāo)志EOF(值為-1）?？捎胒eof(fp)處理文件是否結(jié)束，為1結(jié)束，否則為0。 若寫成功，函數(shù)返回該字符，否則返回一個文件結(jié)束標(biāo)志EOF(值為-1）。共

11、29 頁 第 19 頁11.4.3 fread函數(shù)和fwrite函數(shù)fread 功能：從指定磁盤文件讀入一組數(shù)據(jù)。 格式： fread(buffer, size, count, fp);要讀寫的字節(jié)數(shù)指針，即讀入數(shù)據(jù)的存放地址文件類型指針變量要進(jìn)行讀寫多少個size字節(jié)的數(shù)據(jù)項(xiàng)例：int a3, FILE *fp= fopen (.); fread(a,4,3,fp); a數(shù)組名，從fp所指向的文件中讀出3次數(shù)據(jù)，每次4個字節(jié)，存入a數(shù)組中。共 29 頁 第 20 頁 fwrite 功能：把一組數(shù)據(jù)寫到指定磁盤文件上。 格式： fwrite(buffer,size,count, fp);fre

12、ad()、fwrite()用于讀寫數(shù)據(jù)塊（指定字節(jié)數(shù)量，如一個數(shù)組元素、一個結(jié)構(gòu)變量的值等。多用于讀寫二進(jìn)制文件。 例：int a3; FILE *fp= fopen (.); fwrite(a,4,3,fp); a數(shù)組名，從a數(shù)組中中讀出3次數(shù)據(jù)，每次4個字節(jié)，存入fp所指向的文件。共 29 頁 第 21 頁例如：假設(shè)學(xué)生的數(shù)據(jù)已存放在磁盤文件中，可用以下for語句和fread函數(shù)讀入40個學(xué)生的數(shù)據(jù)。for(i=0; i40; i+) fread(&studi, sizeof(struct student_type), 1, fp);可用以下的for語句和fwrite函數(shù)將內(nèi)存中40個學(xué)生

13、的數(shù)據(jù)輸出到磁盤文件中去。for(i=0; i40; i+) fwrite(&studi,sizeof(struct student_type), 1,fp);共 29 頁 第 22 頁11.4.4 fgets函數(shù)和fputs函數(shù)fgets 功能： 從文件讀入一個指定的字符串到內(nèi)存中。 例: fgets(str,n,fp); 從fp指向的文件讀出一個具有n-1個字符的字符串,存入其始地址為str的內(nèi)存中.fputs 功能：將指定的字符串輸出到fp所指向的文件中. fputs(str,fp);共 29 頁 第 23 頁檢測文件指針函數(shù)： feof()調(diào)用一般形式： feof(fp);功能：檢測文

14、件指針是否到文件尾，若到文件尾，函數(shù)值為真（非0），否則為假。exit(0):系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，作用是關(guān)閉所有打開的文件，并終止程序的執(zhí)行。參數(shù)0表示程序正常結(jié)束，非0參數(shù)通常表示不正常的程序結(jié)束。共 29 頁 第 24 頁例2：將一個磁盤文件中的信息復(fù)制到另一個磁盤文件中。#include “stdio.h”main( ) FILE *in, *out;char ch,infile10,outfile10;printf(“%Enter the infile name:n”);scanf(“%s”, infile);printf(“Enter the outfile name: n);scanf(

15、“%s”, outfile);共 29 頁 第 25 頁if(in=fopen(infile, “r”)=NULL) printf(“cannot open infilen”); exit(0); if(out=fopen(outfile,”w”)=NULL) printf(“cannot open infilen”); exit(0); while(!feof(in) fputc(fgetc(in), out);fclose(in);fclose(out);值為1數(shù)據(jù)讀取結(jié)束在while循環(huán)中，只要！feof(in)為真，說明in還沒有指到文件尾共 29 頁 第 26 頁 例3:已有文本文件

16、test.txt,內(nèi)容為Hello,everyone!,以下程序中文件test.txt已正確為讀而打開,由文件指針fr指向該文件,則程序輸出結(jié)果為_.#include main() FILE *fr;char str40; fgets(str,5,fr); printf(%sn,str); fclose(fr); Hell從fr指向的文件讀出一個具有5-1個字符的字符串,存入起始地址為str的內(nèi)存中.共 29 頁 第 27 頁文件編程綜合示例： 現(xiàn)有某學(xué)院2009級8班的三十名學(xué)生的成績數(shù)據(jù)（包括學(xué)號，姓名，三門課成績，平均成績）， 存放在data08.txt文件中。編寫程序從文件讀入以上數(shù)據(jù)

17、，計(jì)算出每名學(xué)生的平均成績，再將成績數(shù)據(jù)存放在data08_a.txt文件中。 共 29 頁 第 28 頁#include stdio.hstruct student long num; char name8; int score3; float avr; stu30;main()int i,j,sum;FILE *fp1;/*讀文件*/if(fp1=fopen(“data08.txt, r)=NULL) printf(Cannot open file!); return 0;for(i=0;i30;i+)fscanf(fp1,%ld%s%d%d%d,&stui.num,,&stui.score0,&stui.score1,&stui.score2);共 29 頁 第 29 頁/*計(jì)算*/for(i=0;i