C语言桂林理工大学11第十一章 文件操作.docx
《C语言桂林理工大学11第十一章 文件操作.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《C语言桂林理工大学11第十一章 文件操作.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
C语言桂林理工大学11第十一章文件操作
学时安排：
2~4
授课题目：
第十一章文件操作
目标要求：
掌握文件类型指针的使用；熟悉文件操作函数的功能和使用；了解文件的概念
授课类型：
理论课授课场地：
教室
教学方式：
讲授、演示、提问、讨论教辅设备：
投影仪
授课内容：
第十一章文件操作
11.1文件概述
1、文件：
存储在外部介质上一组相关数据的集合。
例如，程序文件就是程序代码的集合；数据文件是数据的集合。
2、文件名：
操作系统以文件为单位对数据进行管理，每个文件有一个名称，文件名是文件的标识，操作系统通过文件名访问文件。
例如，通过文件名查找，打开文件，然后读取或写入数据。
3、磁盘文件、设备文件：
（1）磁盘文件：
文件一般保存在磁介质（如软盘、硬盘）上，所以称为磁盘文件。
（2）设备文件：
操作系统还经常将与主机相连接的I/O设备（如键盘-输入文件、显示器、打印机-输出文件）也看作为文件，即设备文件。
很多磁盘文件的概念、操作，对设备文件也同样有意义，有效。
4、ASCII文件、二进制文件：
根据文件的组织形式，文件可以分为ASCII文件和二进制文件。
（1）ASCII文件（文本文件）：
每个字节存放一个ASCII码，代表一个字符。
ASCII文件可以阅读，可以打印，但是它与内存数据交换时需要转换。
（2）二进制文件：
将内存中的数据按照其在内存中的存储形式原样输出、并保存在文件中。
二进制文件占用空间少，内存数据和磁盘数据交换时无须转换，但是二进制文件不可阅读、打印。
例如：
同样的整数10000，如果保存在文本文件中，就可以用notepad,edit等文本编辑器阅读，也可以在dos下用type显示，它占用5个字节；如果保存在二进制文件中，不能阅读，但是我们知道一个整数在内存中用补码表示并占用2个字节，所以如果保存在二进制文件中就占用2个字节。
文本文件/二进制文件不是用后缀来确定的，而是以内容来确定的，但是文件后缀往往隐含其类别，如*.txt代表文本文件，*.doc，*.bmp，*.exe二进制文件。
5、缓冲文件系统、非缓冲文件系统：
（1）缓冲文件系统：
系统自动地在内存中为每个正在使用的文件开辟一个缓冲区。
在从磁盘读数据时，一次从磁盘文件将一些数据输入到内存缓冲区（充满缓冲区），然后再从缓冲区逐个将数据送给接受变量；向磁盘文件输出数据时，先将数据送到内存缓冲区，装满缓冲区后才一起输出到磁盘。
减少对磁盘的实际访问（读/写）次数。
ANSIC只采用缓冲文件系统。
（2）非缓冲文件系统：
不由系统自动设置缓冲区，而由用户根据需要设置。
C语言中，没有输入输出语句，对文件的读写都是用库函数实现的。
11.2文件类型
1、文件类型（结构体）-FILE类型
FILE类型是一种结构体类型，在stdio.h中定义，用于存放文件的当前的有关信息。
程序使用一个文件，系统就为此文件开辟一个FILE类型变量。
程序使用几个文件，系统就开辟几个FILE类型变量，存放各个文件的相关信息。
typedefstruct{
shortlevel;/*fill/emptylevelofbuffer*/
unsignedflags;/*文件状态标志*/
charfd;/*文件描述符*/
unsignedcharhold;/*Ungetccharifnobuffer*/
shortbsize;/*缓冲区大小*/
unsignedchar*buffer;/*数据传输缓冲区*/
unsignedchar*curp;/*当前激活指针*/
unsignedistemp;/*临时文件指示器*/
shorttoken;/*用于合法性校合*/
}FILE;
2、文件指针变量（文件指针）
通常对FILE结构体的访问是通过FILE类型指针变量（简称：
文件指针）完成，文件指针变量指向文件类型变量，简单地说，文件指针指向文件。
事实上只需要使用文件指针完成文件的操作，根本不必关心文件类型变量的内容。
在打开一个文件后，系统开辟一个文件变量并返回此文件的文件指针；将此文件指针保存在一个文件指针变量中，以后所有对文件的操作都通过此文件指针变量完成；直到关闭文件，文件指针指向的文件类型变量释放。
例如：
定义一个指向文件的指针变量fp。
*/
fp=fopen（“mydata.txt”,...）;/*打开文件时，系统开辟一个文件变量，并返回文件
指针，将此指针赋值（保存）给文件指针变量fp*/
......（文件操作函数,会引用文件指针fp）
fclose（fp）;/*关闭文件，释放文件指针fp指向的文件变量*/
11.3文件的打开与关闭
对文件的操作的步骤：
先打开，后读写，最后关闭。
文件的打开（fopen函数）
1、文件的打开后才能进行操作，文件打开通过调用fopen函数实现。
调用fopen的格式是：
FFILE*fp;
fp=ffopen（文件名，打开方式或使用方式）;
注意：
一定将函数返回的文件指针赋值给“文件指针变量”。
例如：
FILE*fp;
fp=fopen（“d:
\\a1.txt”，“r”）;
说明：
（1）打开d:
盘根目录下文件名为a1.txt的文件，打开方式“r”表示只读。
（2）fopen函数返回指向d:
\a1.txt的文件指针，然后赋值给fp，fp->此文件，即fp与此文件关联。
（3）关于文件名要注意：
文件名包含文件名.扩展名；路径要用“\\”表示。
（4）关于打开方式，可以参看p204,表12-1，p205,表12-2。
简单地看，文件打开方式包含下面几类表示打开方式的关键词，不同类的可以组合。
●“r，w，a”：
读、写、添加
●“b，t”：
二进制，文本文件。
默认为文本方式，即没有b就是以文本方式打开文件。
●“+”：
可读写
2、文件打开方式（使用方式）的说明
（1）文件打开一定要检查fopen函数的返回值。
因为有可能文件不能正常打开。
不能正常打开时fopen函数返回NULL。
可以用下面的形式检查：
if（（fp=fopen（...））==NULL）{printf（“erroropenfile\n”）;exit
（1）;}
（2）“r”方式：
只能从文件读入数据而不能向文件写入数据。
该方式要求欲打开的文件已经存在。
（3）“w”方式：
只能向文件写入数据而不能从文件读入数据。
如果文件不存在，创建文件，如果文件存在，原来文件被删除，然后重新创建文件（相当覆盖原来文件）。
（4）“a”方式：
在文件末尾添加数据，而不删除原来文件。
该方式要求欲打开的文件已经存在。
（5）“+”（“r+,w+,a+”）：
均为可读、可写。
但是“r+”，“a+”要求文件已经存在,“w+”无此要求；“r+”打开文件时文件指针指向文件开头,“a+”打开文件时文件指针指向文件末尾。
（6）“b、t”：
以二进制或文本方式打开文件。
默认是文本方式，t可以省略。
读文本文件时，将“回车”/“换行”转换为一个“换行”；写文本文件时，将“换行”转换为“回车/换行”。
（7）程序开始运行时，系统自动打开三个标准文件：
标准输入，标准输出，标准出错输出。
一般这三个文件对应于终端（键盘、显示器）。
这三个文件不需要手工打开，就可以使用。
标准文件：
标准输入，标准输出，标准出错输出对应的文件指针是stdin,stdout,stderr。
文件的关闭（fclose函数）
文件使用完毕后必须关闭，以避免数据丢失。
格式：
fclose（文件指针）；
11.4文件的读写操作
一般用文本方式打开文件
常用的文件读写函数：
1、
字符读写函数：
fgetc,fputc
2、
一般用二进制方式打开文件
字符串读写函数：
fgets,fputs
3、格式化读写函数：
fscanf,fprintf
4、数据块读写函数：
fread,fwrite
说明：
1、这些函数都以f（file）开头。
2、这些函数都要使用打开文件时获得的文件指针。
3、前三类函数与标准I/O函数使用基本相同。
4、一般，对于文本文件使用“顺序访问”方式操作，对于二进制文件使用“随机访问”方式操作。
11.4.1字符读写函数
1、写一个字符到磁盘文件：
格式：
fputc（ch,fp）
功能：
将字符ch（可以是字符表达式，字符常量、变量等）写入fp所指向的文件。
返回：
输出成功返回值-输出的字符ch；输出失败-返回EOF（-1）。
其它说明：
每次写入一个字符，文件位置指针自动指向下一个字节。
例：
从键盘输入一行字符，写入到文本文件string.txt中。
（P.206）
#include
main（）
{
FILE*fp;
charch;
if（（fp=fopen（"string.txt","w"））==NULL）/*打开文件string.txt（写）*/
{
printf（"can'topenfile\n"）;exit
（1）;
}
do/*不断从键盘读字符并写入文件，直到遇到换行符*/
{
ch=getchar（）;/*从键盘读取字符*/
fputc（ch,fp）;/*将字符写入文件*/
}while（ch!
='\n'）;
fclose（fp）;/*关闭文件*/
}_
2、从磁盘文件读一个字符
格式：
ch=fgetc（fp）
功能：
从fp所指向的文件读一个字符，字符由函数返回。
返回的字符可以赋值给ch，也可以直接参与表达式运算。
返回：
输入成功返回值-输入的字符；遇到文件结束-返回EOF（-1）。
其它说明：
（1）每次读入一个字符，文件位置指针自动指向下一个字节。
（2）文本文件的内部全部是ASCII字符，其值不可能是EOF（-1），所以可以使用EOF（-1）确定文件结束；但是对于二进制文件不能这样做，因为可能在文件中间某个字节的值恰好等于-1，如果此时使用-1判断文件结束是不恰当的。
为了解决这个问题，ANSIC提供了feof（fp）函数判断文件是否真正结束。
（3）feof函数既适合文本文件，也适合二进制文件文件结束的判断。
例：
将磁盘上一个文本文件的内容复制到另一个文件中。
（P.207）
#include
main（）
{
FILE*fp_in,*fp_out;
charinfile[20],outfile[20];
printf（"Entertheinfilename:
"）;
scanf（"%s",infile）;/*输入欲拷贝源文件的文件名*/
printf（"Entertheoutfilename:
"）;
scanf（"%s",outfile）;/*输入拷贝目标文件的文件名*/
if（（fp_in=fopen（infile,"r"））==NULL）/*打开源文件*/
{
printf（"can'topenfile:
%s",infile）;exit
（1）;
}
if（（fp_out=fopen（outfile,"w"））==NULL）/*打开目标文件*/
{
printf（"can'topenfile:
%s",outfile）;exit
（1）;
}
while（!
feof（fp_in））/*若源文件未结束*/
{
fputc（fgetc（fp_in）,fp_out）;/*从源文件读一个字符，写入目标文件*/
}
fclose（fp_in）;/*关闭源、目标文件*/
fclose（fp_out）;
}_
将源文件、目标文件的文件名通过main函数的参数传递给程序，这样可以在命令行直接将文件名输入。
#include
voidmain（intargc,char*argv[]）
{
FILE*fp_in,*fp_out;
if（argc<3）
{
printf（"missingfilename\n"）;exit
（1）;
}
if（（fp_in=fopen（argv[1],"r"））==NULL）
{
printf（"can'topenfile:
%s",argv[1]）;exit
（2）;
}
if（（fp_out=fopen（argv[2],"w"））==NULL）
{
printf（"can'topenfile:
%s",argv[2]）;exit（3）;
}
while（!
feof（fp_in））
{
fputc（fgetc（fp_in）,fp_out）;
}
fclose（fp_in）;
fclose（fp_out）;
}_
11.4.2字符串读写函数
1、从磁盘文件读一个字符串
●格式：
char*fgets（char*str,intn,FILE*fp）
●功能：
从fp所指向的文件读n-1个字符，并将这些字符放到以str为起始地址的单元中。
如果在读入n-1个字符结束前遇到换行符或EOF，读入结束。
字符串读入后最后加一个‘\0’字符。
●返回：
输入成功返回值-输入串的首地址；遇到文件结束或出错-返回NULL。
例：
编制一个将文本文件中全部信息显示到屏幕的程序。
使用fgets的例子。
#include
voidmain（intargc,char*argv[]）
{
FILE*fp;
charstring[81];/*最多保存80个字符，外加一个字符串结束标志*/
if（argc!
=2||（fp=fopen（argv[1],"r"））==NULL）/*打开文件*/
{
printf（"can'topenfile"）;exit
（1）;
}
while（fgets（string,81,fp）!
=NULL）
/*如果未读到文件末尾（EOF）,函数不会返回NULL,继续循环（执行循环体）*/
/*从文件一次读80个字符，遇换行或EOF，提前带回字符串*/
printf（"%s",string）;/*打印串*/
fclose（fp）;/*关闭文件*/
}_
2、写一个字符串到磁盘文件
●格式：
fputs（char*str,FILE*fp）
●功能：
向fp所指向的文件写入以str为首地址的字符串。
●返回：
输入成功返回值-0；出错-返回非0值。
例：
在文本文件string.txt末尾添加若干行字符（P.210）。
使用fputs的例子。
#include
voidmain（）
{
FILE*fp;
chars[81];
if（（fp=fopen（"string.txt","a"））==NULL）/*打开文件*/
{
printf（"can'topenfile\n"）;exit
（1）;
}
while（strlen（gets（s））>0）/*从键盘读入一个字符串，遇到空行（strlen=0）结束*/
{
fputs（s,fp）;/*将字符串写进文件*/
fputs（"\n",fp）;/*补一个换行符*/
}
fclose（fp）;/*关闭文件*/
}_
11.4.3格式化读写函数
格式化文件读写函数fprintf,fscanf与函数printf,scanf作用基本相同，区别在于fprintf,fscanf读写的对象是磁盘文件，printf,scanf读写的对象是终端。
格式：
fprintf（fp,格式字符串,输出表列）；
fscanf（fp,格式字符串,输入表列）；
其中：
fp是文件指针。
11.4.5数据块读写函数（一般用于二进制文件读写）。
（重点）
从文件（特别是二进制文件）读写一块数据（如一个数组元素，一个结构体变量的数据-记录）使用数据块读写函数非常方便。
数据块读写函数的调用形式为：
intfread（void*buffer,intsize,intcount,FILE*fp）；
intfwrite（void*buffer,intsize,intcount,FILE*fp）；
其中：
（1）buffer是指针，对fread用于存放读入数据的首地址；对fwrite是要输出数据的首地址。
（2）size是一个数据块的字节数（每块大小），count是要读写的数据块块数。
（3）fp文件指针
（4）fread、fwrite返回读取/写入的数据块块数。
（正常情况=count）
（5）以数据块方式读写，文件通常以二进制方式打开。
例如：
floatf[2];
FILE*fp=fopen（“...”,”r”）;
fread（f,4,2,fp）;/*或fread（f,sizeof（float）,2,fp）;*/
例：
从键盘输入一批学生的数据，然后把它们转存到磁盘文件stud.dat中。
P.211.
解：
#include
#include
#include
structstudent
{
intnum;
charname[20];
charsex;
intage;
floatscore;
};/*共5个成员，占用29bytes*/
main（）
{
structstudentstud;
charnumstr[20],ch;
/*numstr-临时字符串，保存学号/年龄/成绩，然后转换为相应类型;ch-Y/N*/
FILE*fp;
if（（fp=fopen（"stud.dat","wb"））==NULL）/*以二进制、写方式打开文件*/
{
printf（"can'topenfilestud.dat\n"）;
空读（有读取动作，但不保存读取的值-‘\n’）
键盘输入数据，保存在结构体变量中
exit
（1）;
}
do
{
printf（"enternumber:
"）;gets（numstr）;stud.num=atoi（numstr）;
printf（"entername:
"）;gets（stud.name）;
printf（"entersex:
"）;stud.sex=getchar（）;getchar（）;
printf（"enterage:
"）;gets（numstr）;stud.age=atoi（numstr）;
printf（"enterscore:
"）;gets（numstr）;stud.score=atof（numstr）;
/*每次将一个准备好的结构体变量的所有内容写入文件（写一个记录）*/
fwrite（&stud,sizeof（structstudent）,1,fp）;
printf（"haveanotherstudentrecord（y/n）?
"）;ch=getchar（）;getchar（）;
}while（toupper（ch）=='Y'）;/*循环读数据/写记录*/
fclose（fp）;/*关闭文件*/
}_
说明：
（1）空读：
在输入字符，并按回车后，实际缓冲中有两个字符（如‘f/m’和‘\n’），只要前面有意义的字符（‘f/m’）。
可以用“空读”略过‘\n’。
（2）什么情况要空读？
如果后面的读取键盘是读取数字（整数/浮点数），不必空读；如果后面的读取键盘是读字符或字符串，应当“空读”。
（3）思考：
如果按照教材p212输入两个记录的数据，那么最后产生的文件长度是多少？
（58bytes）
备注：
C语言即使写文本文件，关闭时，也不自动加文件结束符。
11.5文件的定位
对文件的读写可以顺序读写，也可以随机读写。
1、文件顺序读写：
从文件的开头开始，依次读写数据。
（从文件开头读写直到文件尾部）
2、文件随机读写（文件定位读写）：
从文件的指定位置读写数据。
3、文件位置指针：
在文件的读写过程中，文件位置指针指出了文件的当前读写位置（实际上是：
下一步读写位置），每次读写后，文件位置指针自动更新指向新的读写位置（实际上是：
下一步读写位置）。
注意区分：
文件位置指针，文件指针。
可以通过文件位置指针函数，实现文件的定位读写。
文件位置指针函数有：
●rewind重返文件头函数
●fseek位置指针移动函数
●ftell获取当前位置指针函数
11.5.1rewind-重返文件头函数
功能：
使文件位置指针重返文件的开头。
例：
有一个文本文件，第一次使它显示在屏幕上，第二次把它复制到另外一个文件中。
解：
#include
main（）
{
FILE*fp1,*fp2;
fp1=fopen（"string.txt","r"）;/*打开文件*/
fp2=fopen（"string2.txt","w"）;
/*从文件string.txt读出，写向屏幕*/
while（!
feof（fp1））putchar（getc（fp1））;
/*重返文件头*/
rewind（fp1）;
/*从文件string.txt读出，写向文件string2.txt*/
while（!
feof（fp1））putc（getc（fp1）,fp2）;
fcloseall（）;/*关闭文件*/
}
11.5.2fseek-位置指针移动函数
功能：
移动文件读写位置指针，以便文件的随机读写。
格式：
fseek（FILE*fp,longoffset,intwhence）；
参数：
（1）fp-文件指针.
（2）whence-计算起始点（计算基准）.计算基准可以是下面符号常量：
符号常量
符号常量的值
含义
SEEK_SET
0
从文件开头计算
SEEK_CUR
1
从文件指针当前位置计算
SEEK_END
2
从文件末尾计算
（3）offset-偏移量（单位：
字节）.从计算起始点开始再偏移offset，得到新的文件指针位置。
offset为正，向后偏移；offset为负，向前偏移。
例如：
fseek（fp,100,0）;/*将位置指针移动到：
从文件开头计算，偏移量为100个字节的位置*/
fseek（fp,50,1）;/*将位置指针移动到：
从当前位置计算，偏移量为50个字节的位置*/
/*向前移动*/
fseek（fp,-30,1）;/*将位置指针移动到：
从当前位置计算，偏移量为-30个字节的位置*/
/*向后移动*/
fseek（fp,-10,2）;/*将位置指针移动到：
从文件末尾计算，偏移量为-10个字节的位置*/
/*向后移动*/
例：
编程读出文件stu.dat中第三个学生的数据。
#include
升级会员 