第八讲 文件.docx
《第八讲 文件.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八讲 文件.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第八讲文件
第8讲文件
8.1 文件的基本概念
1.文件的概念
文件——是指一组相关数据的有序集合。
这个数据集有一个名称，叫做文件名。
◇文件通常是驻留在外部介质（如磁盘等）上的，在使用时才调入内存中来。
2．文件系统
⑴缓冲文件系统
标准C/C++采用缓冲文件系统——操作系统在内存中为每个正在操作的文件开辟一个读写缓冲区：
⑵非缓冲文件系统
操作系统不为操作的文件开辟缓冲区，而是由程序中为文件设定缓冲区。
3.文件的分类
从不同的角度可对文件作不同的分类。
⑴从用户角度分类
从用户的角度看，文件可分为普通文件和设备文件两种。
普通文件——是指驻留在磁盘或其它外部介质上的一个有序数据集，可以是源文件、目标文件、可执行程序；也可以是一组待输入处理的原始数据，或者是一组输出的结果。
设备文件——是指与主机相联的各种外部设备，如显示器、打印机、键盘等。
在操作系统中，把外部设备也看作是一个文件来进行管理，把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。
例如，DOS下显示屏幕的设备名为CON，如要把文件jj.txt在屏幕上输出，可能用命令：
c:
\>copyjj.txtcon
显示器常被定义为标准输出文件（CON），一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出文件输出。
如前面经常使用的printf,putchar函数就是这类输出。
键盘通常被指定标准的输入文件，从键盘上输入就意味着从标准输入文件上输入数据。
scanf,getchar函数就属于这类输入。
⑵按文件编码方式分类
从文件编码的方式来看，文件可分为ASCII码文件和二进制码文件两种。
ASCII文件——也称为文本文件，这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节，用于存放对应的ASCII码。
例如，数串“5678”的存储形式为：
ASCII码：
00110101001101100011011100111000
↓↓↓↓
十进制码：
5678
共占用4个字节。
ASCII码文件可在屏幕上按字符显示，例如源程序文件就是ASCII文件，用DOS命令TYPE可显示文件的内容。
由于是按字符显示，因此能读懂文件内容。
二进制文件——是按二进制的编码方式来存放文件的。
例如，数5678的存储形式为：
0001011000101110
只占二个字节。
二进制文件虽然也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂。
C系统在处理这些文件时，并不区分类型，都看成是字符流，按字节进行处理。
输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号（如回车符）的控制。
因此也把这种文件称作“流式文件”。
4.文件指针
在Ｃ语言中用一个指针变量指向一个文件，这个指针称为文件指针。
定义说明文件指针的一般形式为：
FILE*指针变量标识符；
DefinedInstdio.h
Syntax:
typedefstruct{
shortlevel;//缓冲区满空程度
unsignedflags;/文件状态标志
charfd;//文件描述符
unsignedcharhold;//
shortbsize;//缓冲区大小
unsignedchar*buffer,//指向缓冲区的指针
unsignedchar*curp;//指向文件的定位指针
unsignedistemp;//临时文件指示器
shorttoken;//用于有效性检验
}FILE;
Description:
Filecontrolstructureforstreams.
在编写源程序时不必关心FILE结构的细节。
例如：
FILE*fp；
习惯上也笼统地把fp称为指向一个文件的指针。
8.2文件操作的相关函数
8.2.1文件的打开与关闭
文件在进行读写操作之前要先打开，使用完毕要关闭。
打开文件——实际上是建立文件的各种有关信息，并使文件指针指向该文件，建立文件缓冲区，以便进行其它操作。
关闭文件——则断开指针与文件之间的联系，释放文件缓冲区，也就禁止再对该文件进行操作。
1.文件的打开（fopen函数）
fopen函数用来打开一个文件，其调用的一般形式为：
文件指针名=fopen（文件名,使用文件方式）;
其中，
文件指针名:
必须是被说明为FILE类型的指针变量；
文件名:
是被打开文件的文件名；
使用文件方式:
是指文件的类型和操作要求。
文件名:
是字符串常量或字符串数组。
例如：
FILE*fp;
fp=fopen（"filea","r"）;
又如：
FILE*fphzk;
使用文件的方式共有12种:
使用方式
意义
”rt”
只读打开一个文本文件，只允许读数据
”wt”
只写打开或建立一个文本文件，只允许写数据
”at”
追加打开一个文本文件，并在文件末尾写数据
“rb”
只读打开一个二进制文件，只允许读数据
“wb”
只写打开或建立一个二进制文件，只允许写数据
“ab”
追加打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据
“rt+”
读写打开一个文本文件，允许读和写
“wt+”
读写打开或建立一个文本文件，允许读写
“at+”
读写打开一个文本文件,允许读或在文件末追加数据
“rb+”
读写打开一个二进制文件，允许读和写
“wb+”
读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写
“ab+”
读写打开一个二进制文件,允许读,或在文件末追加数据
说明：
1）文件使用方式由r,w,a,t,b，+六个字符拼成，各字符的含义是：
r（read）:
读
w（write）:
写
a（append）:
追加
t（text）:
文本文件，可省略不写
b（banary）:
二进制文件
+:
读和写
2）凡用“r”打开一个文件时，该文件必须已经存在，且只能从该文件读出数据。
3）用“w”打开的文件只能向该文件写入。
若打开的文件不存在，则以指定的文件名建立该文件，若打开的文件已经存在，则将该文件删去，重建一个新文件。
4）若要向一个已存在的文件追加新的信息，只能用“a”方式打开文件。
但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。
5）在打开一个文件时，如果出错，fopen将返回一个空指针值NULL。
在程序中可以用这一信息来判别是否完成打开文件的工作，并作相应的处理。
因此常用以下程序段打开文件：
#include
#include
voidmain（）
{
FILE*fp;
if（（fp=fopen（"c:
\\hzk16","rb"））==NULL）
{
printf（"\nerroronopenc:
\\hzk16file!
"）;
getchar（）;
exit
（1）;
}
}
这段程序的意义是，如果返回的指针为空，表示不能打开C盘根目录下的hzk16文件，则给出提示信息“erroronopenc:
\hzk16file!
”，下两行getchar（）；exit
（1）；实现用户敲任意键后退出程序。
6）把一个文本文件读入内存时，要将ASCII码转换成二进制码，而把文件以文本方式写入磁盘时，也要把二进制码转换成ASCII码，因此文本文件的读写要花费较多的转换时间。
对二进制文件的读写不存在这种转换。
7）标准输入文件（键盘），标准输出文件（显示器），标准出错输出（出错信息）是由系统打开的，可直接使用。
2.文件关闭函数（fclose函数）
fclose函数调用的一般形式是：
fclose（文件指针）;
例如：
fclose（fp）;
正常完成关闭文件操作时，fclose函数返回值为0。
如返回非零值则表示有错误发生。
8.2.2 文件的读写
·字符读写函数:
fgetc和fputc
·字符串读写函数:
fgets和fputs
·数据块读写函数:
fread和fwrite
·格式化读写函数:
fscanf和fprinf
使用以上函数都要求包含头文件stdio.h。
1.字符读写函数fgetc和fputc
读字符函数fgetc
fgetc函数的功能是从指定的文件中读一个字符，函数调用的形式为：
字符变量=fgetc（文件指针）；
例如：
charch;
ch=fgetc（fp）;
其意义是从打开的文件fp中读取一个字符并送入ch中。
说明：
1）在fgetc函数调用中，读取的文件必须是以读或读写方式打开的。
2）读取字符的结果也可以不向字符变量赋值，
例如：
fgetc（fp）;
但是读出的字符不能保存。
3）在文件内部有一个读写位置指针。
用来指向文件的当前读写字节。
在文件打开时，该指针总是指向文件的第一个字节。
使用fgetc函数后，该位置指针将向后移动一个字节。
因此可连续多次使用fgetc函数，读取多个字符。
文件内部的位置指针总是指示文件内部的当前读写位置，每读写一次，该指针均向后移动，它不需在程序中定义说明，而是由系统自动设置的。
【例】读入文件c1.txt，在屏幕上输出。
#include
#include
#include//引用函数getch（）
voidmain（）
{
FILE*fp;
charch;
if（（fp=fopen（"c:
\\temp\\c1.txt","rt"））==NULL）
{
printf（"\nCannotopenfilestrikeanykeyexit!
"）;
getch（）;
exit
（1）;
}
ch=fgetc（fp）;
while（ch!
=EOF）
{
putchar（ch）;
ch=fgetc（fp）;
}
fclose（fp）;//关闭文件
}
执行该程序前，先用记事本建立一个文本文件c1.txt。
写字符函数fputc
fputc函数的功能是把一个字符写入指定的文件中，函数调用的形式为：
fputc（字符量，文件指针）；
其中，待写入的字符量可以是字符常量或变量，例如：
fputc（'a',fp）;
其意义是把字符a写入fp所指向的文件中。
说明：
1）被写入的文件可以用写、读写、追加方式打开。
2）每写入一个字符，文件内部位置指针向后移动一个字节。
3）fputc函数有一个返回值，如写入成功则返回写入的字符，否则返回一个EOF。
可用此来判断写入是否成功。
【例】从键盘输入一行字符，写入一个文件，再把该文件内容读出显示在屏幕上。
#include
#include
#include//引用函数getch（）
main（）
{
FILE*fp;
charch;
if（（fp=fopen（"c:
\\temp\\c2.txt","wt+"））==NULL）
{
printf（"Cannotopenfilestrikeanykeyexit!
"）;
getch（）;
exit
（1）;
}
printf（"inputastring:
\n"）;
ch=getchar（）;
while（ch!
='\n'）//读到加回车符退出循环
{
fputc（ch,fp）;//字符写入文件
ch=getchar（）;//从键盘缓冲区读取字符
}
rewind（fp）;//文件的读写位置指针移到文件头
ch=fgetc（fp）;
while（!
feof（fp））//位置指针没移到文件尾执行循环操作
{
putchar（ch）;//把ch中的字符显示在屏幕上
ch=fgetc（fp）;//从文件中读取一个字符并存入ch
}
printf（"\n"）;
fclose（fp）;
}
注：
函数feof（）用来判断文件读写位置指针是否移到文件结尾，使用格式为：
intfeof（文件指针）
返回非0，表示文件读写位置指针已到达文件结尾；
返回0，表示文件读写位置指针还没有达到文件结尾。
【例】把命令行参数中的前一个文件名标识的文件，复制到后一个文件名标识的文件中，如命令行中只有一个文件名则把该文件写到标准输出文件（显示器）中。
#include
#include
#include//引用函数getch（）
main（intargc,char*argv[]）
{
FILE*fp1,*fp2;
charch;
if（argc==1）
{
printf（"havenotenterfilenamestrikeanykeyexit"）;
getch（）;
exit（0）;
}
if（（fp1=fopen（argv[1],"rt"））==NULL）
{
printf（"Cannotopen%s\n",argv[1]）;
getch（）;//按任意键退出
exit
（1）;
}
if（argc==2）fp2=stdout;//命令行只有一个文件fp2指向标准输出
elseif（（fp2=fopen（argv[2],"wt+"））==NULL）
{
printf（"Cannotopen%s\n",argv[1]）;
getch（）;
exit
（1）;
}
while（（ch=fgetc（fp1））!
=EOF）
fputc（ch,fp2）;
fclose（fp1）;
fclose（fp2）;
}
说明：
stdout:
是标准输出文件指针，即显示器。
2.字符串读写函数fgets和fputs
读字符串函数fgets
函数的功能是从指定的文件中读一个字符串到字符数组中，函数调用的形式为：
fgets（字符数组名,n,文件指针）;
其中的n是一个正整数。
表示从文件中读出的字符串不超过n-1个字符。
在读入的最后一个字符后加上串结束标志'\0'。
例如：
fgets（str,n,fp）;
的意义是从fp所指的文件中读出n-1个字符送入字符数组str中。
【例】从文件中读入一个含10个字符的字符串。
#include
#include
#include//引用函数getch（）
main（）
{
FILE*fp;
charstr[11];
if（（fp=fopen（"c:
\\temp\\c1.txt","rt"））==NULL）
{
printf（"\nCannotopenfilestrikeanykeyexit!
"）;
getch（）;
exit
（1）;
}
fgets（str,11,fp）;
printf（"\n%s\n",str）;
fclose（fp）;
}
说明：
1）在读出n-1个字符之前，如遇到了换行符或EOF，则读出结束。
2）fgets函数也有返回值，其返回值是字符数组的首地址。
所以上面程序中的：
fgets（str,11,fp）;
printf（"\n%s\n",str）;
两句可以合并为一句：
printf（"\n%s\n",fgets（str,11,fp））;
写字符串函数fputs
fputs函数的功能是向指定的文件写入一个字符串，其调用形式为：
fputs（字符串,文件指针）;
其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符数组名，或指针变量，例如：
fputs（“abcd“,fp）;
其意义是把字符串“abcd”写入fp所指的文件之中。
【例】向文件中追加一个字符串。
#include
#include
#include//引用函数getch（）
main（）
{
FILE*fp;
charch,st[20];
if（（fp=fopen（"c:
\\temp\\c1.txt","at+"））==NULL）
{
printf（"Cannotopenfilestrikeanykeyexit!
"）;
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）;
}
3.数据块读写函数fread和fwtrite
读数据块函数调用的一般形式为：
fread（buffer,size,count,fp）;
写数据块函数调用的一般形式为：
fwrite（buffer,size,count,fp）;
其中:
buffer是一个指针，在fread函数中，它表示存放输入数据的首地址。
在fwrite函数中，它表示存放输出数据的首地址。
size表示数据块的字节数。
count表示要读写的数据块块数。
fp表示文件指针。
例如：
fread（fa,4,5,fp）;
其意义是从fp所指的文件中，每次读4个字节（一个实数）送入实数组fa中，连续读5次，即读5个实数到fa中。
【例】从键盘输入两个学生数据，写入一个文件中，再读出这两个学生的数据显示在屏幕上。
#include
#include
#include//引用函数getch（）
structstu
{
charname[10];//姓名
intnum;//编号
intage;//年龄
charaddr[15];//地址
}boya[2],boyb[2],*pp,*qq;
voidmain（）
{
FILE*fp;
inti;
pp=boya;
qq=boyb;
if（（fp=fopen（"c:
\\temp\\c3.dat","wb+"））==NULL）
{
printf（"Cannotopenfilestrikeanykeyexit!
"）;
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;//pp指回到结构体数组的首地址
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）;
}
4. 格式化读写函数fscanf和fprintf
这两个函数的调用格式为：
fscanf（文件指针,格式字符串,输入表列）;
fprintf（文件指针,格式字符串,输出表列）;
例如：
fscanf（fp,"%d%s",&i,s）;
fprintf（fp,"%d%c",j,ch）;
【例】用fscanf和fprintf函数完成上例的问题。
#include
#include
#include//引用函数getch（）
structstu
{
charname[10];
intnum;
intage;
charaddr[15];
}boya[2],boyb[2],*pp,*qq;
voidmain（）
{
FILE*fp;
inti;
pp=boya;
qq=boyb;
if（（fp=fopen（"c:
\\temp\\c3.dat","wb+"））==NULL）
{
printf（"Cannotopenfilestrikeanykeyexit!
"）;
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;
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）;
printf（"\n\nname\tnumberageaddr\n"）;
qq=boyb;
for（i=0;i<2;i++,qq++）
printf（"%s\t%5d%7d%s\n",qq->name,qq->num,qq->age,qq->addr）;
fclose（fp）;
}
5．文件的随机读写
实现随机读写的关键是要按要求移动位置指针，这称为文件的定位。
8.2.3 文件定位
移动文件内部位置指针的函数主要有两个，即rewind函数和fseek函数。
⑴rewind函数前面已多次使用过，其调用形式为：
rewind（文件指针）;
它的功能是把文件内部的位置指针移到文件首。
⑵fseek函数用来移动文件内部位置指针，其调用形式为：
fseek（文件指针,位移量,起始点）;
其中：
文件指针：
指向被移动的文件。
位移量：
表示移动的字节数，要求位移量是long型数据，以便在文件长度大于64KB时不会出错。
当用常量表示位移量时，要求加后缀“L”。
起始点：
表示从何处开始计算位移量，规定的起始点有三种：
文件首，当前位置和文件尾。
其表示方法如下表。
起始点
表示符号
数字表示
文件首
SEEK_SET
0
当前位置
SEEK_CUR
1
文件末尾
SEEK_END
2
例如：
fseek（fp,100L,0）;
其意义是把位置指针移到离文件首100个字节处。
注意：
fseek函数一般用于二进制文件。
在文本文件中由于要进行转换，故往往计算的位置会出现错误。
文件的随机读写
常用fread和fwrite函数。
【例】在上例生成的文件中读出第二个学生的数据。
#include
#include
#in
升级会员 