第11章文件及其應(yīng)用

第11章文件及其應(yīng)用鹽城第11章文件及其應(yīng)用11.1文件的引入11.2文件的打開與關(guān)閉11.3文件的順序讀寫11.4文件的隨機(jī)讀寫11.5文件應(yīng)用舉例11.1文件的引入前面所學(xué)的程序中用到的輸入和輸出都只涉及到鍵盤和顯示器。在運(yùn)行C程序時(shí)，通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，并借助顯示器把程序的運(yùn)算結(jié)果顯示出來，并不能保存相關(guān)數(shù)據(jù)。但是，計(jì)算機(jī)作為一種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理工具，它所面對的數(shù)據(jù)信息量十分龐大，僅依賴于鍵盤輸入和顯示輸出等方式是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。【引例】對一個(gè)班級學(xué)生成績進(jìn)行處理，包括學(xué)生信息的多次輸入與修改、處理、輸出等。問題分析：

本例要求多次對學(xué)生的信息輸入，如果每次都是從鍵盤輸入這些成批的數(shù)據(jù)，一方面數(shù)據(jù)輸入的工作量大，另一方面很容易產(chǎn)生差錯(cuò)。因此，要解決這一類問題，就必須采用數(shù)據(jù)文件的方法來處理。11.1.1問題與引例11.1文件的引入1.文件的概念“文件”—是指一組相關(guān)數(shù)據(jù)的有序集合。這個(gè)數(shù)據(jù)集有一個(gè)名稱，叫做文件名。當(dāng)有大量數(shù)據(jù)輸入時(shí)，通過編輯工具可以事先建立輸入數(shù)據(jù)文件，程序運(yùn)行時(shí)從指定的文件中讀取數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“一次輸入，多次使用”的效果。同樣，當(dāng)有大量數(shù)據(jù)輸出時(shí)，也可將其輸出到指定文件，供隨時(shí)查看。11.1.2文件的基本概念2.文件的類型在程序設(shè)計(jì)中，主要用到兩種類型的文件：程序文件和數(shù)據(jù)文件。程序文件：包括源程序文件(后綴為.c)、目標(biāo)文件(后綴為.obj)、可執(zhí)行文件(后綴為.exe)等。這種文件的內(nèi)容是程序代碼。數(shù)據(jù)文件：文件的內(nèi)容不是程序，而是供程序運(yùn)行時(shí)讀寫的數(shù)據(jù)，如在程序運(yùn)行過程中輸出到磁盤(或其他外部設(shè)備)的數(shù)據(jù)，或在程序運(yùn)行過程中供讀入的數(shù)據(jù)。如一批學(xué)生的成績數(shù)據(jù)，或貨物交易的數(shù)據(jù)等。11.1.2文件的基本概念2.文件的類型C語言程序把文件分為ASCII文件和二進(jìn)制文件。ASCII文件又稱文本文件，每一個(gè)字節(jié)存放一個(gè)字符的ASCII碼，便于對字符進(jìn)行逐個(gè)處理，但一般占用存儲(chǔ)空間較多；二進(jìn)制文件中的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中是以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)的，占用存儲(chǔ)空間較少。11.1.2文件的基本概念2.文件的類型字符一律以ASCII形式存儲(chǔ)數(shù)值型數(shù)據(jù)既可以用ASCII形式存儲(chǔ)，也可以用二進(jìn)制形式存儲(chǔ)如有整數(shù)10000，如果用ASCII碼形式輸出到磁盤，則在磁盤中占５個(gè)字節(jié)(每一個(gè)字符占一個(gè)字節(jié))，而用二進(jìn)制形式輸出，則在磁盤上只占4個(gè)字節(jié)(用VC++時(shí))11.1.2文件的基本概念0011100100111000001110000011100000111000（1）（0）（0）（0）（0）ASCII形式00000000000000000011011100011000二進(jìn)制形式（10000）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)：以10000為例來說明11.1.2文件的基本概念3.文件的讀寫輸入輸出是數(shù)據(jù)傳送的過程，數(shù)據(jù)如流水一樣從一處流向另一處，因此常將輸入輸出形象地稱為流(stream)，即數(shù)據(jù)流。流表示了信息從源到目的端的流動(dòng)。在程序中，當(dāng)調(diào)用輸入函數(shù)從文件中輸入數(shù)據(jù)賦給程序中的變量時(shí)，這種操作稱為“輸入”或“讀”；當(dāng)調(diào)用輸出函數(shù)把程序中的變量的值輸出到文件中時(shí)，這種操作稱為“輸出”或“寫”。11.1.2文件的基本概念4.文件的存取方式文件輸入輸出方式也稱“存取方式”。C語言中，文件有兩種存取方式：順序存取和直接存取（也叫隨機(jī)存?。ｍ樞虼嫒∥募奶攸c(diǎn)是：每當(dāng)“打開”文件進(jìn)行讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，總是從文件的開頭開始，從頭到尾順序地讀/寫；直接（隨機(jī)）存取文件的特點(diǎn)是：可以通過C語言的庫函數(shù)去指定開始讀/寫的字節(jié)號，然后直接對此位置上的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀/寫操作。11.1.2文件的基本概念在Ｃ語言中用一個(gè)指針變量指向一個(gè)文件，這個(gè)指針稱為文件指針，通過文件指針就可對它所指的文件進(jìn)行各種操作。定義文件指針的一般形式：FILE*指針變量名；

如：FILE*fp;

表示fp是指向FILE結(jié)構(gòu)的指針變量，通過fp即可找到存放某個(gè)文件信息的結(jié)構(gòu)變量，然后按結(jié)構(gòu)變量提供的信息找到該文件，實(shí)施對該文件的操作。11.1.3文件指針聲明FILE結(jié)構(gòu)體類型的信息包含在頭文件“stdio.h”中一般設(shè)置一個(gè)指向FILE類型變量的指針變量，然后通過它來引用這些FILE類型變量11.1.3文件指針FILE

*fp1,*fp2,*fp3;文件f1的文件信息區(qū)fp1文件f2的文件信息區(qū)fp2文件f3的文件信息區(qū)fp311.1.3文件指針11.2.1文件的打開對文件讀寫之前應(yīng)該“打開”該文件，在使用結(jié)束之后應(yīng)“關(guān)閉”該文件。所謂打開文件，實(shí)際上是建立文件的各種有關(guān)信息，并使文件指針指向該文件，以便進(jìn)行其它操作。關(guān)閉文件則斷開指針與文件之間的聯(lián)系，也就是禁止再對該文件進(jìn)行操作。11.2文件的打開與關(guān)閉

Ｃ語言中文件操作都是由庫函數(shù)來完成的。下面介紹主要的文件操作函數(shù)。1.文件的打開在編寫程序時(shí)，在打開文件的同時(shí)，一般都指定一個(gè)指針變量指向該文件，也就是建立起指針變量與文件之間的聯(lián)系，這樣就可以通過該指針變量對文件進(jìn)行讀寫FILE*fp;11.2.1文件的打開1.文件的打開文件的打開使用fopen函數(shù)，其調(diào)用的一般形式：

文件指針名=fopen(文件名,使用文件方式);其中：“文件指針名”必須是被說明為FILE類型的指針變量；“文件名”是被打開文件的數(shù)據(jù)文件名，是字符串常量或字符串?dāng)?shù)組；“使用文件方式”是指文件的類型和操作要求。11.2.1文件的打開1.文件的打開通常將fopen函數(shù)的返回值賦給一個(gè)指向文件的指針變量。如：FILE*fp;fp=fopen(”a1”,”r”);其意義是在當(dāng)前文件夾下打開文件a1，只允許進(jìn)行“讀”操作，并使fp指向該文件11.2.1文件的打開1.文件的打開在打開一個(gè)文件時(shí)，通知C編譯系統(tǒng)以下3個(gè)信息：①需要訪問的文件的名字②使用文件的方式（“讀”還是“寫”等）③讓哪一個(gè)指針變量指向被打開的文件使用文件方式參見下表11.2.1文件的打開文件使用方式

意義"r"只讀打開一個(gè)文本文件，只允許讀數(shù)據(jù)"w"只寫打開或建立一個(gè)文本文件，只允許寫數(shù)據(jù)"a"追加打開一個(gè)文本文件，并在文件末尾寫數(shù)據(jù)"rb"只讀打開一個(gè)二進(jìn)制文件，只允許讀數(shù)據(jù)"wb"只寫打開或建立一個(gè)二進(jìn)制文件，只允許寫數(shù)據(jù)"ab"追加打開一個(gè)二進(jìn)制文件，并在文件末尾寫數(shù)據(jù)"r+"讀寫打開一個(gè)文本文件，允許讀和寫"w+"讀寫打開或建立一個(gè)文本文件，允許讀寫"a+"讀寫打開一個(gè)文本文件，允許讀，或在文件末追加數(shù)據(jù)"rb+"讀寫打開一個(gè)二進(jìn)制文件，允許讀和寫"wb+"讀寫打開或建立一個(gè)二進(jìn)制文件，允許讀和寫"ab+"讀寫打開一個(gè)二進(jìn)制文件，允許讀，或在文件末追加數(shù)據(jù)2.文件使用方式的說明(1)文件使用方式由r,w,a,b,+五個(gè)字符拼成，含義：r(read):讀w(write):寫a(append):追加b(inary):二進(jìn)制文件+:讀和寫(2)凡用“r”方式打開一個(gè)文件時(shí)，該文件必須已經(jīng)存在，且只能從該文件讀出。11.2.1文件的打開2.文件使用方式的說明(3)用"w"打開的文件只能向該文件寫入。若打開的文件不存在，則以指定的文件名建立該文件，若打開的文件已經(jīng)存在，則將該文件刪去，重建一個(gè)新文件。(4)若要向一個(gè)已存在的文件追加新的信息，只能用"a"方式打開文件。但此時(shí)該文件必須是存在的，否則將會(huì)出錯(cuò)。(5)在打開一個(gè)文件時(shí)，如果出錯(cuò)，fopen將返回一個(gè)空指針值NULL。11.2.1文件的打開文件使用后，應(yīng)及時(shí)將文件關(guān)閉，以避免文件的數(shù)據(jù)丟失等錯(cuò)誤。關(guān)閉文件用fclose函數(shù)。fclose函數(shù)調(diào)用的一般形式為：fclose(文件指針);

例如：fclose(fp);正常完成關(guān)閉文件操作時(shí)，fclose函數(shù)返回值為0。如果返回非零值，則表示有錯(cuò)誤發(fā)生11.2.2文件的關(guān)閉11.3文件的順序讀寫對文件的讀和寫是最常用的文件操作。文件的順序讀(或?qū)?操作總是從文件的開頭開始，從頭到尾順序地讀(或?qū)?。在Ｃ語言中提供了多種用于文件讀寫的函數(shù)：字符讀寫函數(shù)(fgetc和fputc)、字符串讀寫函數(shù)(fgets和fputs)、數(shù)據(jù)塊讀寫函數(shù)(fread和fwrite)、格式化讀寫函數(shù)(fscanf和fprinf)。注意：使用以上函數(shù)都要求包含頭文件stdio.h。函數(shù)名調(diào)用形式功能返回值fgetcch=fgetc(fp)從fp指向的文件讀入一個(gè)字符讀成功，帶回所讀的字符，失敗則返回文件結(jié)束標(biāo)志EOF(即-1)fputcfputc(ch,fp)把字符ch寫到文件指針變量fp所指向的文件中寫成功，返回值就是輸出的字符；輸出失敗，則返回EOF(即-1)讀寫字符函數(shù)——fgetc(),fputc()11.3.1字符讀寫字符讀寫函數(shù)是以字符(字節(jié))為單位的讀寫函數(shù)。每次可從文件讀出或向文件寫入一個(gè)字符。包含fgetc(),fputc()兩個(gè)函數(shù)。1.讀字符函數(shù)fgetcfgetc函數(shù)的功能是從指定的文件中讀一個(gè)字符。

函數(shù)調(diào)用的形式為：字符變量=fgetc(文件指針)；例如：ch=fgetc(fp);//從打開的文件fp中讀取一個(gè)字符并送入ch中。11.3.1字符讀寫幾點(diǎn)說明：(1)在fgetc函數(shù)調(diào)用中，讀取的文件必須是以讀或讀寫方式打開的。(2)讀取字符的結(jié)果也可以不向字符變量賦值。例如：fgetc(fp);但是讀出的字符不能保存。(3)在文件內(nèi)部有一個(gè)位置指針，用來指向文件的當(dāng)前讀寫字節(jié)，在文件打開時(shí)，該指針總是指向文件的第一個(gè)字節(jié)。(4)feof()函數(shù)可以檢查文件讀寫位置標(biāo)記是否已經(jīng)到文件尾，如果到文件尾，函數(shù)返回值為1，否則為011.3.1字符讀寫【例11.1】讀入文件c1.txt，在屏幕上輸出。#include<stdio.h>voidmain(){FILE*fp;charch;if((fp=fopen("d:\\ccxsj\\example\\c1.txt","r"))==NULL){printf("\nCannotopenanykeyexit!");getch();exit(1);}ch=fgetc(fp);while(ch!=EOF){putchar(ch);ch=fgetc(fp);}fclose(fp);}2.寫字符函數(shù)fputcfputc函數(shù)的功能是把一個(gè)字符寫入指定的文件中，函數(shù)調(diào)用的形式為：fputc(字符,文件指針)；其中，待寫入的字符量可以是字符常量或變量，例如：fputc('a',fp);其意義是把字符'a'寫入fp所指向的文件中。11.3.1字符讀寫幾點(diǎn)說明：(1)被寫入的文件可以用寫、讀寫、追加方式打開，用寫或讀寫方式打開一個(gè)已存在的文件時(shí)將清除原有的文件內(nèi)容，寫入字符從文件首開始。如需保留原有文件內(nèi)容，希望寫入的字符以文件末開始存放，必須以追加方式打開文件。文件若不存在，創(chuàng)建該文件。(2)每寫入一個(gè)字符，文件內(nèi)部位置指針向后移動(dòng)一個(gè)字節(jié)。(3)fputc函數(shù)有一個(gè)返回值，如果寫入成功則返回寫入的字符，否則返回一個(gè)EOF。11.3.1字符讀寫【例11.2】從鍵盤輸入一行字符，寫入一個(gè)文件，再把該文件內(nèi)容讀出顯示在屏幕上。#include<stdio.h>voidmain(){FILE*fp;charch;if((fp=fopen("d:\\ccxsj\\example\\string","w+"))==NULL){printf(“不能打開，按任意鍵退出!");getch();exit(1);}printf("inputastring:\n");ch=getchar();while(ch!='\n'){fputc(ch,fp);ch=getchar();}rewind(fp);ch=fgetc(fp);while(ch!=EOF){putchar(ch);ch=fgetc(fp);}printf("\n");

fclose(fp);}

【例11.3】

將一個(gè)磁盤文件中的信息復(fù)制到另一個(gè)磁盤文件中。要求將已經(jīng)建立的文件中的內(nèi)容復(fù)制到另一個(gè)磁盤文件中。解題思路：處理此問題的算法是：從文件中逐個(gè)讀入字符，然后逐個(gè)輸出到中。#include<stdio.h>#include<stdlib.h>voidmain(){FILE*in,*out;charch,in],out];printf("輸入讀入文件的名字:");scanf("%s",infile);printf("輸入輸出文件的名字:");scanf("%s",outfile);if((in=fopen(infile,"r"))==NULL){printf("無法打開此文件\n");exit(0);}if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL){printf("無法打開此文件\n");exit(0);}改為rb和wb，則復(fù)制一個(gè)二進(jìn)制文件改為rb和wb，則復(fù)制一個(gè)二進(jìn)制文件while(!feof(in)){ch=fgetc(in);

fputc(ch,out);putchar(ch);}putchar(11);fclose(in);fclose(out);}檢查當(dāng)前讀寫位置是否移到文件末尾讀寫字符串函數(shù)--fgets(),fputs()函數(shù)名調(diào)用形式功能返回值fgetsfgets(str,n,fp)從fp指向的文件讀入長度為(n-1)的字符串，存放到字符數(shù)組str中讀成功，返回地址str，失敗則返回NULL)fputsfputs(str,fp)str所指向的字符串寫到文件指針變量fp所指向的文件中寫成功，返回0；否則返回非0值11.3.2字符串讀寫1.讀字符串函數(shù)fgets函數(shù)的功能是從指定的文件中讀一個(gè)字符串到字符數(shù)組中，函數(shù)調(diào)用的形式為：fgets(字符數(shù)組名,n,文件指針);其中：n是一個(gè)正整數(shù)，表示從文件中讀出的字符串不超過n-1個(gè)字符。在讀入的最后一個(gè)字符后加上串結(jié)束標(biāo)志'\0'。例如：fgets(str,n,fp);其意義是從fp所指的文件中讀出n-1個(gè)字符送入字符數(shù)組str中。11.3.2字符串讀寫#include<stdio.h>voidmain(){FILE*fp;charstr[11];if((fp=fopen("d:\string.txt","r"))==NULL){……//若文件不存在，輸出提示信息，返回}

fgets(str,11,fp);

//從文件fp中讀10個(gè)字符printf("\n%s\n",str);fclose(fp);}【例11.4】從文件中讀入一個(gè)含10個(gè)字符的字符串。2.寫字符串函數(shù)fputsfputs函數(shù)的功能是向指定的文件寫入一個(gè)字符串，其調(diào)用形式：

fputs(字符串,文件指針);其中：字符串可以是字符串常量，也可以是字符數(shù)組名，或指針變量。

例如：fputs("abcd",fp);其意義是把字符串"abcd"寫入fp所指的文件之中。11.3.2字符串讀寫分析下列部分代碼的功能：scanf("%s",st);fputs(st,fp);rewind(fp);ch=fgetc(fp);while(ch!=EOF){putchar(ch);ch=fgetc(fp);}//從鍵盤讀取一個(gè)字符串給st//將字符串st里的內(nèi)容寫到文件中//將文件內(nèi)部位置指針移動(dòng)文件首部//從文件中一次讀取一個(gè)字符//從文件中一次讀取一個(gè)字符//若不在文件尾【例11.5】在例11.2中建立的文件string中追加一個(gè)字符串。#include<stdio.h>voidmain(){FILE*fp;charch,st[20];if((fp=fopen("string","a+"))==NULL){printf("Cannotopenanykeyexit!");getch();exit(1);}printf("inputastring:\n");scanf("%s",st);fputs(st,fp);rewind(fp);ch=fgetc(fp);while(ch!=EOF){putchar(ch);ch=fgetc(fp);}printf("\n");fclose(fp);}數(shù)據(jù)塊讀寫函數(shù)—fread(),fwrite()

數(shù)據(jù)塊讀寫函數(shù)可用來讀寫一組數(shù)據(jù)，如一個(gè)數(shù)組元素，一個(gè)結(jié)構(gòu)變量的值等。

讀數(shù)據(jù)塊函數(shù)調(diào)用的一般形式為：fread(buffer,size,count,fp);

寫數(shù)據(jù)塊函數(shù)調(diào)用的一般形式為：fwrite(buffer,size,count,fp);其中：buffer是一個(gè)指針，在fread函數(shù)中，它表示存放輸入數(shù)據(jù)的首地址。在fwrite函數(shù)中，它表示存放輸出數(shù)據(jù)的首地址；size表示數(shù)據(jù)塊的字節(jié)數(shù)；count表示要讀寫的數(shù)據(jù)塊塊數(shù)；fp表示文件指針。11.3.3數(shù)據(jù)塊讀寫例如：fread(fa,4,5,fp);其意義是從fp所指的文件中，每次讀4個(gè)字節(jié)(一個(gè)實(shí)數(shù))送入實(shí)型數(shù)組fa中，連續(xù)讀5次，即讀5個(gè)實(shí)數(shù)到fa中。

11.3.3數(shù)據(jù)塊讀寫【例11.6】從鍵盤輸入兩個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)，并寫入一個(gè)文件中，再讀出這兩個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。程序分析：定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型student,并聲明兩個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)組boya和boyb以及兩個(gè)結(jié)構(gòu)指針變量pp和qq。pp指向boya,qq指向boyb。以讀寫方式打開二進(jìn)制文件“stu_list”，輸入2個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)之后，寫入該文件中，然后把文件內(nèi)部位置指針移到文件首，讀出兩塊學(xué)生數(shù)據(jù)后，在屏幕上顯示。11.3.3數(shù)據(jù)塊讀寫#include<stdio.h>structstudent{charname[10];intnum;intage;charaddr[15];}boya[2],boyb[2],*pp,*qq;11.3.3數(shù)據(jù)塊讀寫voidmain(){FILE*fp;

charch;inti;pp=boya;

qq=boyb;if((fp=fopen("d:\st1","wb+"))==NULL){printf("Cannotopenanykeyexit!");getch();exit(1);}printf("\ninputdata\n");for(i=0;i<2;i++,pp++)scanf("%s%d%d%s",pp->name,&pp->num,&pp->age,pp->addr);pp=boya;fwrite(pp,sizeof(structstu),2,fp);rewind(fp);fread(qq,sizeof(structstu),2,fp);printf("\n\nname\tnumberageaddr\n");for(i=0;i<2;i++,qq++)printf("%s\t%5d%7d%s\n",qq->name,qq->num,qq->age,qq->addr);fclose(fp);}11.3.3數(shù)據(jù)塊讀寫fscanf()函數(shù)、fprintf()函數(shù)與前面使用的scanf()和printf()函數(shù)的功能相似，都是格式化讀寫函數(shù)。

兩者的區(qū)別在于fscanf()函數(shù)和fprintf()函數(shù)的讀寫對象不是鍵盤和顯示器，而是磁盤文件。

11.3.4格式化讀寫一般調(diào)用方式為：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);如：fprintf(fp,”%d,%6.2f”,i,f);fscanf(fp,”%d,%f”,&i,&f);

11.3.4格式化讀寫pp=boya;for(i=0;i<2;i++,pp++)fprintf(fp,"%s%d%d%s\n",pp->name,pp->num,pp->age,pp->addr);rewind(fp);for(i=0;i<2;i++,qq++)fscanf(fp,"%s%d%d%s\n",qq->name,&qq->num,&qq->age,qq->addr);11.3.4格式化讀寫11.4文件的隨機(jī)讀寫對文件進(jìn)行順序讀寫比較容易理解，也容易操作，但有時(shí)效率不高隨機(jī)訪問不是按數(shù)據(jù)在文件中的物理位置次序進(jìn)行讀寫，而是可以對任何位置上的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，顯然這種方法比順序訪問效率高得多11.4.1位置指針復(fù)位

實(shí)現(xiàn)隨機(jī)讀寫的關(guān)鍵是要按要求移動(dòng)位置指針，這稱為文件的定位。

移動(dòng)文件內(nèi)部位置指針的函數(shù)主要有兩個(gè)，即rewind函數(shù)和fseek函數(shù)。

其調(diào)用形式為：rewind(文件指針)；它的功能是把文