第十二章 文件.docx
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第十二章文件
第十二章文件
§12.1C文件概述
文件：
一般是指存储在外部介质上（如磁盘等）数据有序的集合，用户通过文件名来存取，由操作系统来管理。
现代操作系统把所有外部设备都认为是文件，以便进行统一的管理。
C语言把文件看作是一个字符（字节）的序列，称为流式文件。
（即为无结构的连续字节序列）。
根据数据的组织形式，文件可以分为ASCII文件和二进制文件。
ASCII文件又称为文本文件，其相应数据是以字符形式存放，每一个字符用一个ASCII字符代码表示，而一个ASCII字符代码用一个字节存放。
二进制文件则是以字节为单位存放数据的二进制代码，它将数据按内存中的形式原样保存在文件之中。
两种文件的区别主要在于对数值的存储方式上，对字符的存储是一样的。
如整数123：
ASCII文件：
占用空间较多，花费转换时间。
二进制文件：
不能直接输出。
C语言有两种对文件的处理方式：
“缓冲文件系统”（高层I/O）和“非缓冲文件系统”（低层I/O）。
ANSI标准只采用“缓冲文件系统”。
我们也只重点介绍“缓冲文件系统”。
§12.2文件类型指针
文件指针：
是一个结构体指针，该结构体类型由系统在“stdio.h”中定义，取名FILE。
文件指针变量的定义：
FILE*fp;
在对文件操作的库函数（函数原型都包含在头文件stdio.h中）中，都使用文件型指针变量，表示指向某一个文件。
§12.3文件的打开和关闭
在对文件读写之前必须先将文件打开；当文件不再被使用时，应尽早关闭它（主要基于两点理由：
节省资源；
防止丢失信息）。
一．文件的打开（fopen（）函数）
其通常的使用方式为：
FILE*fp;
fp=fopen（“文件名”，“使用文件方式”）;
如：
fp=fopen（“a1”，“r”）;
文件的使用方式
文本文件
二进制文件
mode
含义
mode
含义
"r"
只读形式打开一个文本文件
"rb"
只读形式打开一个二进制文件
"w"
只写形式创建一个文本文件
"wb"
只写形式创建一个二进制文件
"a"
追加形式打开一个文本文件
"ab"
追加形式打开一个二进制文件
"r+"
读写形式打开一个文本文件
"rb+"
读写形式打开一个二进制文件
"w+"
读写形式创建一个文本文件
"wb+"
读写形式创建一个二进制文件
"a+"
读写形式打开一个文本文件
"ab+"
读写形式打开一个二进制文件
r：
用于以只读方式打开一个己存在文件，打开后只能从该文件中读取数据；
w：
用于以只写方式创建一个新文件，创建后只能向该文件中写入数据，若文件名指定的文件已存在，它的内容将被删去（刷新）；
a：
用于以追加方式打开一个已存在文件，打开后可以在文件尾部添加数据。
说明：
1．fopen（）函数的返回值是一个FILE类型的文件指针，若打开文件成功该指针将指向在内存中的FILE型结构体（称为内存打开文件结构）；若文件打开失败，它将返回一个空指针NULL（NULL在stdio.h中被定义为零值）。
因此常用如下方法进行打开操作：
if（（fp=fopen（"myfile","r"））==NULL）
{printf（"文件打开失败！
\n"）;
exit（0）;
}
exit（）函数的作用：
关闭所有文件，终止正在调用的过程。
2．对文本文件：
输入时，将回车，换行符换行符；
输出时，将换行符回车，换行两个符号。
对二进制文件：
不进行这种转换。
3．系统将自动打开三个标准文件：
标准输入：
stdin（文件指针）
标准输出：
stdout
标准出错：
stderr
二．文件的关闭（fclose（）函数）
fclose（fp）；
fclose返回值：
成功：
0；不成功：
EOF（值为-1，在“stdio.h”中定义）。
§12.4文件的读写
一．字符输入输出
（1）fgetc和fputc函数（getc和putc函数）
函数原型：
charfgetc（FILE*fp）;charfputc（charch,FILE*fp）;
功能：
从fp指定的流中读取一个字符，写一个字符到fp指定的流中。
返回值：
操作成功时，两函数均返回被操作的字符，否则均返回EOF。
说明：
用fgetc（）读二进制文件时，因-1是正常的数据，因此不能用EOF（-1）来判断文件是否结束，一般用feof（）进行文件是否结束的判断：
文件结束检测函数：
feof（文件指针）。
在文件正常结束时返回非0值（真），否则返回0（假）。
函数getc（）和putc（）是fgetc和fputc两个函数派生出来的宏：
#definegetc（fp）fgetc（fp）
#defineputc（ch，fp）fputc（ch,fp）
它们的功能和调用格式分别与函数fgetc（）和fputc（）完全一样。
p315例13-1从键盘输入一些字符，逐个把它们送到磁盘上去，直到输入一个“#”为止。
#include“stdio.h”
main（）
{FILE*fp;
charch,filename[10];
scanf（“%s”,filename）;
if（（fp=fopen（filename,"w"））==NULL）
{printf（"文件打开出错！
\n"）;
exit（0）;
}
ch=getchar（）;
while（ch!
=’#’）
{fputc（ch,fp）;
ch=getchar（）;
}
fclose（fp）;
}
p316例13-2将一个磁盘文件中的信息复制到另一个磁盘文件中。
（文件名在命令行中给出）
#include"stdio.h"
main（intargc,char*argv[]）
{intch;
FILE*in,*out;
if（argc!
=3）
{printf（“参数个数不对！
\n”）;
exit（0）;
}
if（（in=fopen（argv[1],"r"））==NULL）
{
printf（"输入文件%s打开出错！
\n",argv[1]）;
exit
（1）;
}
if（（out=fopen（argv[2],"w"））==NULL）
{
printf（"输出文件%s打开出错！
\n",argv[2]）;
exit
（1）;
}
while（!
feof（in））fputc（fgetc（in）,out）;
/*while（（ch=fgetc（in））!
=EOF）fputc（ch,out）;*/
fclose（in）;
fclose（out）;
}
若该程序文件名为tem.c，则可用如下命令行执行：
teminfileoutfile
将以上“r”，“w”改为“rb”，“wb”可用来复制一个二进制文件。
（2）getchar和putchar函数
它们是fgetc和fputc两个函数派生出来的宏：
#definegetchar（）getc（stdin）
#defineputchar（ch）putc（ch,stdout）
二．数据块读写函数（fread和fwrite函数）
格式：
fread（buffer,size,count,fp）;
fwrite（buffer,size,count,fp）;
功能：
fread（）函数从fp指向的流中读取count（字段数）个字段，每个字段为size（字段长度）个字符长，并把它们放到指针buffer指向内存单元中；fwrite（）函数从指针buffer指向的内存单元中，把count个字段写到fp指向的流中去，每个字段为size个字符长。
返回值：
fread（）/fwrite（）函数返回实际已读取/写入的字段个数，如果实际的个数少于所要求的（count个），则操作失败。
如：
fread（f,4,2,fp）
若：
structstudent
{charname[10];
intnum;
intage;
charaddr[30];
}stud[40];
用于存放40个学生的数据，则可用如下方法将这40个学生的数据从文件中读出：
for（i=0;i<40;i++）
fread（&stud[i],sizeof（structstudent）,1,fp）;
或将数组中的数据写入文件中：
for（i=0;i<40;i++）
fwrite（&stud[i],sizeof（structstudent）,1,fp）;
注意：
fread和fwrite函数一般用于二进制文件的输入输出。
三．格式化输入输出（fprintf和fscanf函数）
fprintf（）与fscanf（）函数的作用与printf（）和scanf（）函数相仿，后者专门用于标准输入输出流的操作，而前者主要用于对磁盘文件的格式化读写。
格式：
fprintf（fp,格式字符串,输出表列）;
fscanf（fp,格式字符串,输入表列）;
功能：
fprintf（）函数以格式字符串所指定的格式，将输出表列中的数据项向fp所指定的流中输出。
fscanf（）函数以格式字符串所指定的格式，从fp所指定的流中读入数据，赋值给其后的输入表列中的变量。
返回值：
fprintf（）返回实际被写的字符个数，若出错则返回一个负数；
fscanf（）返回实际被赋值的参数个数，返回EOF值则表示试图去读取超过文件尾端的部分。
如：
fprintf（fp,”%d,%6.2f”,i,t）;若i=3，t=4.5
则输出到文件：
3,∪∪4.50
fscanf（fp,”%d,%f”,&i,&t）;
则在文件中的数据格式应为：
3，4.5
说明:
1．在文件读写函数中，只有fscanf和fprintf函数的文件指针fp放在第一个参数，其他的函数的fp都是最后一个参数。
2．
用fscanf和fprintf函数对磁盘文件读写，使用方便，容易理解。
但要花费转换时间（输入时：
ASCII二进制，输出时：
二进制ASCII。
）
四。
字符串输入输出（fgets和fputs函数）
格式：
fgets（str,n，fp）;
fputs（str,fp）;
功能：
fgets（）函数以文件指针fp指定的流中读入一个字符串放在str中；
fputs（）函数写字符串str到fp指定的流中，字符串末尾的’\0’不输出。
返回值：
fgets（）函数返回读入的字符串首地址（即str的首地址），读到文件尾或出错时返回一个空指针（NULL）；
fputs（）函数在写串成功时返回非负整数，否则返回EOF。
例：
写一个字符串到文件中。
#include"stdio.h"
main（）
{FILE*fp;
charstr[]="aaasss123456",filename[10];
scanf（"%s",filename）;
if（（fp=fopen（filename,"w"））==NULL）
{printf（"文件打开出错！
\n"）;
exit（0）;
}
fputs（str,fp）;
fclose（fp）;
}
从文件中读一个字符串。
#include"stdio.h"
main（）
{FILE*fp;
charstr[20],filename[10];
scanf（"%s",filename）;
if（（fp=fopen（filename,"r"））==NULL）
{printf（"文件打开出错！
\n"）;
exit（0）;
}
fgets（str,10,fp）;
puts（str）;
fclose（fp）;
}
§12.5文件的定位
文件中有一个位置指针，指向当前读写的位置。
如果顺序读写一个文件，每次读写一个字符，则读写完一个字符后，该位置指针自动移动，指向下一个字符位置（顺序读写）。
但可以用如下函数改变指针的位置（随机读写）。
一．rewind函数
格式：
rewind（fp）;
功能：
rewind（）函数将文件指针移到fp所指定的文件的起始位置。
返回值：
成功时返回0，否则返回非零值。
p323例13-4有一个磁盘文件，第一次将它的内容显示在屏幕上，第二次把它复制到另一个文件上。
#include"stdio.h"
main（）
{FILE*fp1,*fp2;
if（（fp1=fopen（"file1.c","r"））==NULL）
{printf（"文件1打开出错！
\n"）;
exit（0）;
}
if（（fp2=fopen（"file2.c","w"））==NULL）
{printf（"文件2打开出错！
\n"）;
exit（0）;
}
while（!
feof（fp1））putchar（getc（fp1））;
rewind（fp1）;
while（!
feof（fp1））putc（getc（fp1），fp2）;
fclose（fp1）;fclose（fp2）;
}
二．fseek函数
格式：
fseek（fp,offset,origin）;
功能：
将fp指向的文件的文件指针移动到由起点（origin指定）偏移offset（一般要求是long型数据）个字节的位置处。
返回值：
正确执行时返回0，否则为非零值。
origin指定的起点是下面几个宏之一：
origin（起点）
宏名字
常量值
文件开头
SEEK_SET
0
当前位置
SEEK_CUR
1
文件尾端
SEEK_END
2
这些宏在头文件stdio.h中被定义为整型常量，SEEK_SET为0，代表文件开头位置；SEEK_CUR为1，代表当前位置；SEEK_END为2，代表文件尾端位置。
偏移量n被定义为长整型，实参为常量时书写应用nL表示，其值表示移动的字节数，即相对于origin指定的起点位置的字节数目。
由于使用文本流读写文件时存在某些字符的翻译转换，如流中的单个字符'\n'对应文件中的回车换行两个字符，故在使用fseek（）函数时建议用二进制流打开文件，避免应用文本流而可能造成的位置错误。
如：
fseek（fp，100L，0）将文件位置指针移到离文件头向下100个字节处。
fseek（fp，50L，1）将文件位置指针移到离当前位置向下50个字节处。
fseek（fp，-10L，2）将文件位置指针移到离文件尾向上10个字节处。
三．ftell函数
格式：
ftell（fp）;
功能：
指出文件指针的当前位置。
返回值：
成功时返回文件指针相对于文件起点的位移的长整型字节数，失败时返回-1L。
可以利用ftell（）函数来记录当前文件指针的位置，以备它用。
§12.6出错的检测
一．ferror函数
在调用各种文件输入输出函数（如putc，getc，fread，fwrite等）时，如果出现了错误，除了函数返回值有所反映外，我们还可以使用ferror（）函数来进行检查。
格式：
ferror（fp）;
功能：
检测fp指定的流中的文件错误。
返回值：
返回值为0时，表示没有出现错误；而非零值表示有错。
在执行fopen（）函数时，ferror函数的初值自动置为0。
二．clearerr函数
格式：
clearerr（fp）;
功能：
它把fp指向的文件出错标记（ferror（fp）的值）重新置为0，同时文件的结束指示器（feof（fp）的值）也被置为0。
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