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C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,C语言程序设计 第9章 文件程序设计,C语言程序设计（第3版） 张 磊 编著 21世纪高等学校规划教材 清华大学出版社,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,第9章 文件程序设计,9.1 文件概述 9.2 文件的基本操作 9.3 文件的数据块读写操作 9.4 文件的其他操作 9.5 文件应用举例,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1 文件概述,9.1.1 文件的概念 9.1.2 文件的分类 9.1.3 文件的一般操作过程 9.1.4 文件的指针,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.1 文件的概念,文件是计算机中的一个重要概念，通常是指存储在外部介质上的信息的集合。存储程序代码的文件称为程序文件，存储数据的文件称为数据文件。另外，C语言把输入输出设备也视为一类特殊的文件。计算机对文件的操作总体上分成输入和输出两大类，对文件的输人输出（I/0）过程是通过操作系统进行管理的。C语言程序对文件的处理是通过标准函数库中的文件操作函数实现的，使用这些函数，可以简单、高效、安全地访问外部数据。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.1 文件的概念,1设备文件 在C语言中，所有的外部设备均被作为文件对待，这种文件称为设备文件。对外部设备的输人输出处理就是读写设备文件的过程。 2文件缓冲区 在程序的运行过程中，程序要将保存在内存中的数据写入磁盘，首先要建立一个“输出文件缓冲区”，这个缓冲区是一个连接计算机内存数据与外存文件的桥梁，当向文件输出数据时，准备输出的数据先写入文件缓冲区，等文件缓冲区填满后再输出到文件中。这一过程称为“写文件”，是数据输出过程。 与“写文件”过程相对的是要将保存在文件中的数据装入内存。首先要建立一个“输入文件缓冲区”，当从文件中输入数据时，也是把读入的数据先写入文件缓冲区，等文件缓冲区数据装满之后再整个送给程序。这一过程称为“读文件”，是数据输入过程。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.1 文件的概念,使用缓冲区的文件读、写示意图,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.2 文件的分类,以ASCII码字符形式存储的文件称为文本文件，又叫ASCII文件。 例如用高级程序语言编写的程序文件是文本文件，用Windows “记事本”程序创建的文件也是文本文件。文本文件是一种字符流文件，文本文件的一个字符就是一个字节，因而方便了字符的处理，不过文本文件一般要占用较大的存储空间。,二进制文件是按照数据在内存中的字节序列形成的字节流文件。 例如C程序的目标文件（扩展名为obj）和可执行文件（扩展名为exe）都是二进制文件。在二进制文件中，字节信息与实际的数据位并不一一对应，因此，若直接显示二进制文件内容时，用户看到的是一些不能识别的字符。,文本文件,二进制文件,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.3 文件的一般操作过程,使用文件的一般步骤 打开文件操作文件关闭文件 打开文件：建立用户程序与文件的联系，系统为文件开辟文件缓冲区。 操作文件：是指对文件的读、写、追加和定位操作。 读操作：从文件中读出数据，即将文件中的数据输入到计算机内存。 写操作：向文件中写入数据，即将计算机内存中的数据输出到文件。 追加操作：将新的数据写到文件原有数据的后面。 定位操作：移动文件读写位置指针。 关闭文件：切断文件与程序的联系，将文件缓冲区的内容写入磁盘，并释放文件缓冲区。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.4 文件的指针,文件型指针变量的定义 FILE *变量名; 例如： FILE *p; 注意： 由于文件类型FILE在头文件stdio.h中定义，所以在使用FILE类型前必须先打开stdio.h文件。 如果需要对某一个文件进行读写操作，必须首先要指定指向它的文件指针。只有通过文件指针，才能调用相应的文件。当程序需要同时处理多个文件时，则需要说明多个FILE型的指针变量，使它们分别指向多个不同的文件。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2文件的基本操作,9.2.1 打开和关闭文件 9.2.2 最基本的文件读写函数,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.1 打开和关闭文件,打开文件操作是使用文件的第一个步骤，而关闭文件操作则是使用文件的最后一个步骤。C语言系统分别使用fopen()函数和fclose()函数实现文件的打开和关闭操作。 1文件打开函数fopen() fopen()函数用来实现打开文件，它解决如下3个问题： 指定要打开的文件名； 指定文件的使用方式，如是读文件还是写文件等； 为打开的文件指定一个指针变量，以便使用这个指针变量对文件进行访问。 fopen()函数的调用方式 FILE *fp; fp=fopen(文件名, 使用文件的方式); 例如: fp=(“example.txt“, “r“); 表示要打开的文件名为example.txt，使用文件的方式是“r”方式，文件指针是fp。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.1 打开和关闭文件,文件使用方式,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.1 打开和关闭文件,2关闭文件函数fclose() fclose()函数的一般格式 fclose(文件指针); 功能 关闭“文件指针”所指向的文件，释放打开文件时使用的结构体变量，断开文件指针与文件的联系。 例如： fclose(fp);,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,1fputc()函数 一般形式 fputc(ch,fp); 功能 将字符（ch的值）输出到fp所指向的文件中。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,例9-1使用fputc()函数在屏幕显示一个字符串。 /* program e9-1.c */ #include void main() char *p=“This is a example.“; while(*p!='0') fputc(*p+,stdout); ,设备文件,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,例9-2 把从键盘输入的一个字符串写入到磁盘文件example.txt中。 /* program e9-2.c */ #include void main() char ch; FILE *fp; fp=fopen(“example.txt“,“w“); printf(“Enter a string: “); while(ch=getchar()!='n') fputc(ch,fp); fclose(fp); ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,2fgetc()函数 从指定文件读入一个字符，该文件必须是以读或读写方式打开的。 通常使用如下的形式调用fgetc()函数 ch=fgetc(fp); 其中，fp为文件型指针变量，ch为字符变量。正常情况下fgetc()函数的返回值是从文件中读出的一个字符。 当打开文件并立即使用fgetc()读文件时，fgetc()函数从文件开始位置读取一个字符。每读取一个字符后，文件的位置指针后移一个字符位置。若当前读取的是文本文件，当遇到文件结束标志时，fgetc()函数的返回值为EOF。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,例9-3 使用fgetc()函数输出文件example.txt的内容。 /* program e9-3.c */ #include void main() char ch; FILE *fp; fp=fopen(“example.txt“,“r“); while(ch=fgetc(fp)!=EOF) putchar(ch); fclose(fp); ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,例9-4 使用feof()进行文件读取控制，输出文件example.txt的内容。,/* program e9-4.c */ #include void main() FILE *fp; if(fp=fopen(“example.txt“,“r“)=NULL) printf(“file can not open!n“); exit(1); while(!feof(fp) putchar(fgetc(fp); fclose(fp); ,判断被读取的文件是否已经读完。当未遇文件结束标志时，feof()的值是0，否则feof()的值是1。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3文件的数据块读写操作,9.3.1 fwrite()函数 9.3.2 fread()函数,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3.1 fwrite()函数,fwrite()函数的功能是把内存中的一些数据块写到指定的文件中。 一般调用形式 fwrite(buffer,size,count,fp); 其中： fp是接受数据的文件指针； buffer是数据块的内存首地址，通常是指针变量名、数组名等； size是一个数据块的字节数（即数据块的大小）； count是执行一次fwrite()函数从内存输出到fp文件的数据块数目。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3.1 fwrite()函数,例9-5 从键盘上输入一批学生数据，然后以“stu_list”文件名存储到磁盘上。,/* program e9-5.c */ #include #define N 4 struct student_type char name10; int num; int score; stud;,void main() int i; FILE *fp; if(fp=fopen(“stu_list“,“wb“)=NULL) printf(“Can not open filen“); exit(1); printf(“Input data,please!n“); for(i=0;iN;i+) scanf(“%s%d%d“,stud.name, ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3.2 fread()函数,fread()函数把指定文件中的一个数据块读到内存中。 一般调用形式 fread(buffer,size,count,fp); 其中： fp是读取数据的文件指针； buffer是接受文件数据的内存首地址，通常是指针变量名、数组名等； size是一个数据块的字节数（即数据块的大小）； count是执行一次fread()函数读取的数据块的数目。,例9-6 将上述stu_list文件的内容显示在屏幕上。,/* program e9-6-1.c */ #include #define N 4 struct student_type char name10; int num; int score; stud; void main() int i; FILE *fp; if(fp=fopen(“stu_list“,“rb“)=NULL) printf(“Can not open file.n“); exit(1); for(i=0;iN;i+) fread( ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3.2 fread()函数,再如，设有如下定义： struct student_type char name10; int num; int age; stud40; 其中，结构体数组stud的每一个元素用来存放一个学生的有关数据，假设学生的数据已存放在磁盘文件中，且该文件已打开，并由fp指向，则可以用下面的语句把文件中前40个学生的数据输入到结构体数组stud中： for(i = 0; i40;i+) fread(,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4 文件的其他操作,9.4.1 文件的格式化读写 9.4.2 文件的随机读写操作 9.4.3 ftell()函数 9.4.4 文件的字符串操作,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.1 文件的格式化读写,1文件的格式化读操作 由fscanf()函数实现，从指定的文件中，按照说明的格式向变量提供数据。 一般使用格式 fscanf(fp,格式字符串,输入表列); 其中 fp是文件指针 “格式字符串”和“输入表列”与scanf()函数的相关内容相同。 例如： fscanf(fp,“%d”, 该语句将磁盘文件中的数据送给变量m，其中的磁盘文件由fp指向。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.1 文件的格式化读写,2文件的格式化写操作 由fprintf ()函数实现，将指定变量的值按照一定的格式写到指定的文件中。 一般使用格式 fprintf(fp,格式字符串,输出表列); 说明： fp是要写入数据的文件指针。 “格式字符串”和“输出表列”与printf()函数的相关内容形同。 例如： fprintf(fp,“%d“,m); 该语句将整型变量m按%d格式输出到fp指向的文件中。,例9-7从键盘输入一个字符串和一个十进制整数，将它们写入test文件中，然后再从test文件中读出并显示在屏幕上。,/* program e9-7.c */ #include void main( ) char s100; int a; FILE *fp; if(fp=fopen(“test“, “w“)=NULL) printf(“file open error.n“);exit(0); fscanf(stdin,“%s%d“,s, ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2文件的随机读写操作,1fseek()函数 功能：改变文件位置指针。 调用形式 fseek(fp,offset,position); 其中： fp为文件型指针； 文件位置指针的定位由参数offset和position共同确定。position规定指针定位时的基准位置，offset规定文件位置指针离开基准位置的偏移量，它的单位是字节。position的值用整常数表示,取值范围是0、1、2三个数之一，其意义如下： 0：表示基准位置为文件的开头位置； 1：表示基准位置为文件的当前位置； 2：表示基准位置为文件的结尾位置，该位置在文件内容的最后一个字节之后。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2 文件的随机读写操作,fseek()函数调用的实例： fseek(fp,50L,0); 将位置指针移到文件头起始第50个字节处 fseek(fp,100L,1); 将位置指针从当前位置向文件尾方向移动100个字节 fseek(fp,-20L,2); 将位置指针从文件末尾向文件头方向移动20个字节,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2 文件的随机读写操作,例9-8 在例9-6中建立了学生数据文件stu_list，将其中第3个学生的成绩修改为97。,/* program e9-8.c */ #include struct student_type char name10; int num; int score; stud;,void main() int i,size; FILE *fp; size=sizeof(struct student_type); if(fp=fopen(“stu_list“,“rb+“)=NULL) printf(“file open error.n“); exit(1); fseek(fp,2*size,0); fread( ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2 文件的随机读写操作,2. rewind()函数 作用：将文件位置指针复位。 调用形式 rewind(fp); 其中：fp为文件型指针。 执行rewind()函数后，对于fp指向的文件，不管当前的文件位置指针在何处，都使它复位到文件的开始位置。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2 文件的随机读写操作,例9-9 在屏幕上显示文件e9-6-2.c的内容，并将该文件复制为文件e9-6-3.c。 #include void main() FILE *fp1,*fp2; fp1=fopen(“e9-6-2.c“,“r“); fp2=fopen(“e9-6-3.c“,“w“); while(!feof(fp1) putchar(fgetc(fp1); rewind(fp1); while(!feof(fp1) fputc(fgetc(fp1),fp2); fclose(fp1); fclose(fp2); ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.3 ftell()函数,ftell()函数用于获取文件位置指针，其调用形式如下： ftell(fp); 其中：fp为文件指针。 ftell()函数的返回值是fp所指向文件的当前读写位置，该值是一个长整型数，是位置指针从文件开始处到当前位置的位移量的字节数。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.3 ftell()函数,例9-10 新建data.txt文件，检查文件位置指针值；然后将字符串“Beijing 2008“写入文件中，再检查文件位置指针的值。 #include “stdio.h“ main( ) FILE *fp; long position; fp=fopen(“data.txt“,“w“); position=ftell(fp); printf(“position=%ldn“,position); fprintf(fp,“Beijing 2008“); position=ftell(fp); printf (“position=%ldn“, position); fclose(fp); ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.4 文件的字符串操作,1fgets()函数 一般调用形式 fgets(buffer,n,fp); 作用 从fp指向的文件中读取n-1个字符，然后存储到以buffer为首地址的的内存空间中，通常buffer是一个指针变量名、数组名等。如果在读入 n-1个字符的过程中遇到换行符或EOF，读入即结束。字符串读入后在最后加一个'0'字符作为字符串结束标志。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.4 文件的字符串操作,2fputs()函数 调用形式 fputs(buffer,fp); 作用 将内存buffer中的字符串写到fp指向的文件中，buffer可以是一个字符串常量，也可以是字符串的首地址。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.4 文件的字符串操作,例9-11 将字符串“Visual C+“和“Visual basic“依次存入文件text中，然后将第一个字符串读出并显示出来。 #include void main() FILE *fp; char string20; fp=fopen(“text“,“w+“); fputs(“Visual C+n“,fp); fputs(“Visual basicn“,fp); rewind(fp); fgets(string,20,fp); puts(string); fclose(fp); ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.5 文件应用举例,9.5.1文件复制 9.5.2 存储在文件中的学生成绩排序,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.5.1 文件复制,例9-12 设计一个程序，实现任意文本文件的复制。 问题分析与算法设计 由于源文件是任意的，所以源文件名应通过键盘输入；同样，生成的目标文件名也应由键盘输入。 源文件以只读方式打开，目标文件以写方式打开。 从第一个字符开始，顺序逐字符读出源文件，每读出一个字符，立即写入目标文件中，使用feof()函数判断源文件的结束状态。,实现程序,#include void main() char ch,source20,target20; FILE *fp_s,*fp_t; printf(“Enter the source filename: “); scanf(“%s“,source); printf(“Enter the target filename: “); scanf(“%s“,target); if(fp_s=fopen(source,“r“)=NULL) printf(“Cannot open source file.n“); exit(1); if(fp_t=fopen(target,“w“)=NULL) printf(“Cannot open target file.n“); exit(1); while(!feof(fp_s) fputc(fgetc(fp_s),fp_t); fclose(fp_s); fclose(fp_t); ,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.5.2 存储在文件中的学生成绩排序,例9-13 在例9-5中，我们建立了一个stu_list文件。编写程序，对该文件的内容按照学习成绩降序排序后显示出来。 问题分析与算法设计 定义struct student_type类型的结构体数组stud。 以只读方式打开stu_list文件，将文件内容读出后存储到stud数组中。 对stud数组按score成员进行降序排序。 输出stud数组。,实现程序,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,小 结,(1) 文件是计算机中的一个重要概念。C语言中的文件分为设备文件和磁盘文件两类，磁盘文件进一步分为ASCII码文件和二进制文件。打开文件是使用文件的第一步操作，使用fopen()函数实现，关闭文件是使用文件的最后一步操作，使用fclose()函数实现。 (2) 任何打开的文件都对应一个文件指针，文件指针的类型是FILE型，它是在stdio.h中预定义的一种结构体类型。文件指针和文件使用方式是文件操作的重要概念，任何一个文件被打开时必须指明它的读写方式。 (3) 文件操作都是由函数实现的，fgetc()和fputc()函数用于文件的字符读写，fread()和fwrite()函数用于文件的数据块读写，fgets()和fputs()用于文件的字符串读写， fseek()和rewind()函数用于文件随机读写定位，feof()函数用于文件结束状态测试。,