C語言程序設計-提高篇-第3章 文件

C語言程序設計

—提高篇第3章文件內容概述

文件分類

緩沖文件系統(tǒng)

文件的指針

文件打開與關閉

文件應用教學目標1.概述文件的概念，非緩沖文件系統(tǒng)和緩沖文件系統(tǒng)；2.描述文件類型指針的概念及定義方法；3.正確進行文件的打開和關閉操作，及對打開和關閉操作的錯誤處理；4.正確使用文件的讀寫操作，包括基于字節(jié)，數(shù)據(jù)項等的讀寫操作；5.牢記文件的隨機讀寫方法；6.正確使用文件訪問的錯誤檢測及處理方法；文件是指存儲在外部介質上，且按文件名訪問的一組信息序列①文本文件(字符代碼文件或ASCII代碼文件)

由一個一個字符組成，每一個字符用一個ASCII代碼表示，如123.45以ASCII代碼形式存儲到磁盤需要6個字節(jié)。特點：可通過顯示器或打印機顯示，即可讀，比較直觀。3.1文件分類

②非文本文件(二進制文件)是指以數(shù)據(jù)在內存中的存儲形式原樣輸出存儲到磁盤上的文件。如123.45在內存中以浮點數(shù)形式存儲占4個字節(jié)，不管一個實數(shù)多大都占4個字節(jié)。特點：節(jié)省存儲空間，輸入輸出無需轉換，速度快，不便閱讀。說明：①一個C文件是一個字節(jié)流或二進制流，它把數(shù)據(jù)看作是一連串的字符序列(字節(jié))，而不考慮記錄的界限，即C文件并不是由記錄組成的。②由于對文件的操作要與各種外部設備發(fā)生聯(lián)系，因此對文件的輸入輸出(讀寫)過程是通過操作系統(tǒng)來實現(xiàn)的。對文件的讀寫都是通過標準的I/O函數(shù)進行的。3.2緩沖文件系統(tǒng)(標準IO)和非緩沖文件系統(tǒng)

①緩沖文件系統(tǒng)(又稱標準或高層文件系統(tǒng))

特點：對程序中的每一個文件都在內存中開辟一個“緩沖區(qū)”。作用：從磁盤文件讀入的數(shù)據(jù)先到“輸入緩沖區(qū)”中，然后再從緩沖區(qū)依次將數(shù)據(jù)送給接收變量。在向磁盤文件輸出數(shù)據(jù)時，先將程序數(shù)據(jù)區(qū)中變量或表達式的值送到“輸出文件緩沖區(qū)”中，待裝滿后才一起輸出給磁盤文件。目的減少對磁盤的讀寫次數(shù)，即一次可以讀入一批數(shù)據(jù)或輸出一批數(shù)據(jù)。②非緩沖文件系統(tǒng)：不由系統(tǒng)自動設置所需緩沖區(qū)，而由用戶根據(jù)需要設置。③新的ANSI標準只建議使用緩沖系統(tǒng)，并對緩沖文件系統(tǒng)的功能進行了擴充，使既能用于處理字符代碼文件，也能處理二進制文件。3.3文件類型指針對文件的操作是通過文件指針實現(xiàn)的，關鍵的概念是“文件指針”。調用一個文件需要的信息：文件當前讀寫的位置；與該文件對應的內存緩沖區(qū)的地址；緩沖區(qū)未被處理的字符數(shù)(字符指針)；文件的操作方式。系統(tǒng)內部定義了一個FILE的結構類型。

typedef

struct{

int _fd; //文件號

int _cleft; //緩沖區(qū)中剩余的字符

int _mode; //文件操作方式

char *_nextc; //下一個字符位置

char *_buff; //文件緩沖區(qū)位置}FILE;FILE類型保存被使用的文件的有關信息所有的文件操作都需要FILE類型的指針FILE是庫文件中定義的結構體的別名,FILE定義在stdio.h中注意不要寫成structFILE舉例FILE*fp;3.4文件的打開與關閉文件必須先打開后使用，并及時關閉1)打開文件：是在用戶程序和操作系統(tǒng)之間建立聯(lián)系，程序要把操作的文件的信息通知操作系統(tǒng)，如文件名、文件操作方式(讀寫)。讀文件：需要先確定此文件是否存在，并將讀當前位置設定為文件的開頭。寫文件：需要檢查原來是否有同名文件，如有則將該文件的原有內容刪除，如無同名文件就建立一個新文件，然后將寫當前位置設定于文件的開頭，以便從文件開頭寫入數(shù)據(jù)。文件的打開方式：調用方式fopen("文件名"，"文件操作方式")；功能：返回一個指向該文件的指針或錯誤標志NULL。為避免出錯，常用以下方法來打開文件FILE*fp;

if((fp=fopen(“文件名”,“使用文件方式”))==NULL){

printf(”cannotopenthisfile.\n”);

exit(0); //正常中止程序}文件的打開模式打開模式描述r只讀，打開已有文件，不能寫w只寫，創(chuàng)建或打開，覆蓋已有文件a追加，創(chuàng)建或打開，在已有文件末尾追加r+讀寫，打開已有文件w+讀寫，創(chuàng)建或打開，覆蓋已有文件a+讀寫，創(chuàng)建或打開，在已有文件末尾追加t按文本方式打開(缺省)b按二進制方式打開2)文件的關閉：調用方式fclose(文件指針變量)；例如：fclose(fp1);功能：關閉一個已打開的文件(釋放文件信息區(qū))返回值：若成功，返回0，若出錯，返回EOF(-1)3)文件結尾標志:EOF說明：釋放文件的有關信息區(qū)；將輸出文件緩沖區(qū)的內容(無論緩沖區(qū)是否為滿)都輸出寫入文件，然后關閉文件，這樣可防止丟失本來應寫入文件的數(shù)據(jù)。不用的文件應關閉，防止數(shù)據(jù)破壞丟失

3.5.1fputc函數(shù)和fgetc函數(shù)

1.fputc(ch,fp)函數(shù)功能：把一個字符寫到指定文件中去。

2.fgetc(fp)函數(shù)功能：從指定文件讀入一個字符。

fgetc函數(shù)的調用形式為

ch=fgetc(fp)

3.5文件的讀寫

從磁盤文件順序讀入字符并在屏幕顯示出，可以：

ch=fgetc(fp);

while(ch!=EOF){

putchar(ch);Ch=fgetc(fp);}注：判別文件結束函數(shù)feof(fp)

用來測試fp所指的文件當前狀態(tài)是否“文件結束”。如果是文件結束，函數(shù)feof(fp)的值為1（真），否則為0（假).例1.從鍵盤輸入一些字符，逐個送到磁盤上去直到輸入“#”為止。#include<stdio.h>#include<stdlib.h>main(){FILE*fp;charch,filename[10];

printf(“Inputfilename:");

scanf("%s",filename);

if((fp=fopen(filename,"w"))==NULL){printf("cannotopenfile\n");exit(0);}

ch=getchar();printf(“Inputachar:");

ch=getchar();

while(ch!='#'){

fputc(ch,fp);putchar(ch);

ch=getchar();}

fclose(fp);}例2.(例13.2)將一個磁盤文件的信息復制到另一個磁盤文件中#include<stdio.h>main(){FILE*in,*out;charch,infile[10],outfile[10];

printf(“Entertheinfilename:\n”);

scanf(“%s”,infile);/*infile

輸入文件已存在*/

printf(“Entertheoutfilename:\n”);

scanf(“%s”,outfile);

if(in=fopen(infile,”r”))==NULL)/*打開讀文件*/{printf(“cannotopeninfile\n”);exit(0);}

if(out=fopen(outfile,”w”))==NULL)/*打開建立寫文件*/{printf(“cannotopenoutfile\n”);exit(0);}

while(!feof(in)){ch=fgetc(in);fputc(ch,out);}

fclose(in);

fclose(out);}3.5.2fread函數(shù)和fwrite函數(shù)(數(shù)據(jù)塊(二進制形式)的讀寫)

fread(buffer,size,count,fp)功能:從fp

所指文件讀入count個，大小為size的字節(jié)數(shù)據(jù)塊,存入buffer(指針)所指存儲單元。函數(shù)返回值為count的值，即輸入數(shù)據(jù)的完整個數(shù)。如遇文件結束或出錯返回0。

fwrite(buffer,size,count,fp)功能:從buffer所指存儲單元取count個，大小為zsize字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，存到fp所指文件。函數(shù)返值為count的值，即輸出數(shù)據(jù)的完整個數(shù)。如遇文件結束或出錯返回0。數(shù)據(jù)塊(二進制形式)的讀寫

fread(buffer,size,count,fp)

fwrite(buffer,size,count,fp)說明:buffer為輸入輸出在內存中存放的首地址；size為讀、寫的字節(jié)數(shù)，即數(shù)據(jù)塊的大小；count為輸入輸出的數(shù)據(jù)項的個數(shù)；fread()和fwrite()用于二進制文件的輸入輸出。#include<stdio.h>例3,(例13.3)#defineSIZE4struct

student_type{charname[10];intnum;intage;charaddr[15];}stud[SIZE];voidsave(){FILE*fp;

inti;

if((fp=fopen(“stu_list”,“wb”))==NULL)/*為輸出打開一個二進制文件*/{printf("cannotopenfile\n");return;}for(i=0;i<SIZE;i++)

if(fwrite(&stud[i],sizeof(structstudent_type),1,fp)!=1)

printf("filewriteerror\n");

fclose(fp);}main(){inti;

for(i=0;i<SIZE;i++)

scanf("%s%d%d%s",stud[i].name,&stud[i].num,&stud[i].age,stud[i].addr);save();}

3.5.3fprintf函數(shù)和fcanf函數(shù)

1.格式化的輸出

fprintf(fp,格式字符串,輸出項表列)功能：將輸出按格式串的規(guī)定輸出到fp指文件。

2.格式化的輸入

fscanf(fp,格式字符串,輸入項表列)功能：從fp所指文件按格式串規(guī)定讀入數(shù)據(jù)。

#include<stdio.h> #include<process.h> #include<string.h> voidmain() { FILE*fp; charname[10];

intnum; floatscore;

if((fp=fopen("file3.txt","w+"))==NULL) {

printf("cannotopenthisfile.\n"); exit(0); }

printf("entername,num,score:");

scanf("%s%d%f",name,&num,&score);while(strlen(name)>1) {

fprintf(fp,"%s%d%f\n",name,num,score);

printf("enter

name,num,score:");

scanf("%s%d%f",name,&num,&score); }

rewind(fp);

while(fscanf(fp,"%s%d%f",name,&num, &score)!=EOF) printf("%-10s,%6d,%6.2f\n",name,num,score);

fclose(fp);}輸出：

zhangsan 501 90.00

liming 502 85.00

gaofei 503 95.00

輸入：entername,num,score:zhangsan 0501 90

entername,num,score:liming 0502 85

entername,num,score:gaofei 0503 95entername,num,score:0 0 03.5.4fgets函數(shù)和fputs函數(shù)1.文件的字符串的輸入處理。

fgets(str,n,fp) 字符串輸入函數(shù)其功能是從fp指定的文件中讀取一個字符串，若滿足以下條件讀取結束：①已讀取n-1個字符,②當前讀取到的字符是回車符,③已讀取到文件尾。讀取的字符個數(shù)至多n-1個，余下的一個字節(jié)空間作為加“\0”串結束符。讀取回車符時，也作為一個字符送入由str所指的內存緩沖區(qū)。然后再加一個字符結束符“\0”str為數(shù)組名或字符指針;n為讀取字符個數(shù)5.4fgets函數(shù)和fputs函數(shù)2.文件的字符串輸出處理。

fputs(str,fp) 字符串輸出(寫)函數(shù)其功能是將str所指定的字符串寫到fp指向的文件中。與fgets()函數(shù)在輸入字符串自動加“\0”特性對應，fputs()函數(shù)在將C字符串寫入文件時其末尾的“\0”字符自動舍去。5.4fgets函數(shù)和fputs函數(shù)#include<stdio.h>

#include<string.h>voidmain(){ FILE*fp;charstr[16];

if((fp=fopen(“file2.txt”,”w”))==NULL){printf(“cannotopenthisfile.\n”); exit(0);}

while(strlen(gets(str))>0)

fputs(str,fp);

fclose(fp);

if(fp=fopen(“file2.txt”,”r”))==NULL{

printf(“cannotopenthisfile.\n”); exit(0);} while(fgets(str,16,fp)!=NULL)

printf(“%s\n”,str);

fclose(fp);}函數(shù)功能函數(shù)功能fputc輸出字符fprintf格式化輸出fgetc輸入字符fscanf格式化輸入putc輸出字符putw輸出一個字getc輸入字符getw輸入一個字fwrite輸出數(shù)據(jù)塊fputs輸出字符串fread輸入數(shù)據(jù)塊fgets輸入字符串文件的讀寫回顧：fgetc(),fputc()fgets(),fputs()fscanf(),fprintf()這些函數(shù)都是按順序讀/寫文件3.5文件的隨機讀寫解決的辦法：把文件指針移到指定的位置即可。關鍵步驟：文件的定位。3.5文件的隨機讀寫問題：要求打開文件后，對指定位置上的數(shù)據(jù)進行讀寫操作，減少一些不必要的中間環(huán)節(jié)。一、對文件隨機存取的思想對一個文件流，可以取指定位置的記錄和更新指定位置的記錄。如：對一個文件流可以有兩種目的：從第i個字節(jié)開始，讀取k個字節(jié)的內容把k個字節(jié)的內容寫到從第i個字節(jié)開始的后面的字節(jié)中。存在的問題：讀取的內容是否滿足我們的要求？3012結束標志……kin1二、隨機存取的應用隨機存取文件適合于具有固定長度記錄的文件程序可以很方便的訪問到指定位置處的記錄。訪問…100200300400500…結束標志0100個字節(jié)100個字節(jié)100個字節(jié)100個字節(jié)100個字節(jié)100個字節(jié)三、隨機存取的目的1.方便、快捷2.只改變指定位置后的固定長度字節(jié)的內容(不會破壞其它的數(shù)據(jù))結束標志…讀取、修改等問題的實質：把指定的數(shù)據(jù)寫到文件流中指定的位置。問題的關鍵：把文件指針定位到文件流中指定的位置。步驟：定位寫數(shù)據(jù)四、向文件中隨機地寫入數(shù)據(jù)五、文件定位函數(shù)

fseek(文件指針變量、位移量、起始點)注：起始點的取值只有3種：位移量：以起始點為基點移動的字節(jié)數(shù)0文件開始處1文件位置指針的當前位置2文件尾。文件頭文件尾起始點一位移量十位移量(往后)(往前)位移量應為long型

fseek()的返回值：0成功非零失敗例：fseek(fp,20l,0);將位置指針從文件頭移動20個字節(jié)fseek(fp,10l,1);將位置指針移到離文件尾30個字節(jié)處fseek(fp,30l,2);將位置從當前位置向后移10個字節(jié)六、位置函數(shù)

ftell(文件指針變量)；作用：返回位置指針的當前指向返回值：≥0,

文件指針的當前指向1,

出錯例5:文件data1.txt的內容如下：Thisisatest.C語言程序設計，隨機讀寫函數(shù)測試。要求編寫一程序隨機讀出指定的記錄。七、重新定位函數(shù)rewind(文件指針變量)作用：使文件指針返回到文件的開頭無返回值例4.(例13.5)#include<stdio.h>

struct

student_type{ charname[10];

intnum;

intage; charsex;}stud[10];main(){inti; FILE*fp;

if((fp=fopen("stud_dat","rb"))==NULL) {printf("cannotopenfile\n"); exit(0);}

for(i=0;i<10;i+=2) {

fseek(fp,i*sizeof(structstudent_type),0);

fread(&stud[i],sizeof(structstudent_type),1,fp);

printf("%s%d%d%c\n",stud[i].name,stud[i].num,stud[i].age,stud[i].sex);}

fclose(fp); }

#include<stdio.h>#include<process.h>#include<string.h>voidmain(){ FILE*fp;

intloc1,loc2; longd=8l; charw;

fp=fopen("data1.txt","r"); if(fp==NULL)

printf("error\n"); else { loc1=fseek(fp,d,0); if(loc1==0) { w=fgetc(fp);

printf("w=%c\n",w); } }運行結果：w=aloc2=9loc2=0

loc2=ftell(fp);

rewind(fp); printf("loc2=%d\n",loc2); loc2=ftell(fp);

fclose(fp); printf("loc2=%d\n",loc2);}？思考:若要采用隨機讀寫的方式讀取一個漢字，程序如何修改？提示：一個漢字占2個字節(jié)可使用fgets()函數(shù)將要讀出的漢字裝a數(shù)組讀取的字符個數(shù)必須為≥3的單數(shù)八、文