C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第11章-文件

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)主編：連衛(wèi)民何櫻第11章文件本章主要內(nèi)容：11.1文件概述11.2文件處理（重點(diǎn)）11.3文件程序設(shè)計(jì)舉例（重點(diǎn)）本章教學(xué)要求：了解文件的定義及分類(lèi)

熟悉文件的處理流程

掌握常用的文件處理函數(shù)的使用方法及其程序設(shè)計(jì)方法

11.1文件的基本概念本節(jié)主要介紹文件的定義及分類(lèi)、緩沖文件系統(tǒng)、文件的處理過(guò)程、文件程序解決的問(wèn)題。

11.1.1文件的定義與分類(lèi)所謂“文件”是指存儲(chǔ)在外部介質(zhì)上的數(shù)據(jù)集合。1．按文件內(nèi)容劃分從存儲(chǔ)內(nèi)容上看，文件分為兩大類(lèi)：程序文件和數(shù)據(jù)文件。程序文件中存儲(chǔ)的是程序代碼或計(jì)算機(jī)指令；數(shù)據(jù)文件中只包含程序文件處理的數(shù)據(jù)，通常用來(lái)保存大量數(shù)據(jù)。2．按存儲(chǔ)方式劃分從存儲(chǔ)方式上看，文件可分為文本文件和二進(jìn)制文件。文本文件以字符形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（即存放其ASCII碼），又稱(chēng)為ASCII文件；二進(jìn)制文件是按數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)形式（二進(jìn)制代碼）存放數(shù)據(jù)的。

第11章文件11.1文件的基本概念11.1.1文件的定義與分類(lèi)3．按存儲(chǔ)介質(zhì)劃分從存儲(chǔ)介質(zhì)上看，文件可分為磁盤(pán)文件、磁帶文件、光盤(pán)文件以及打印文件等。4．按讀寫(xiě)方式劃分文件的讀寫(xiě)方式可分為順序讀寫(xiě)方式和隨機(jī)讀寫(xiě)方式。順序讀寫(xiě)是指從文件頭開(kāi)始，依次讀/寫(xiě)文件的內(nèi)容；隨機(jī)讀寫(xiě)是指根據(jù)需要從任意位置進(jìn)行讀/寫(xiě)文件的內(nèi)容。第11章文件11.1文件的基本概念11.1.2文件程序解決的問(wèn)題文件的特點(diǎn)：存取方便容易，外存容量大。數(shù)據(jù)可以重用。數(shù)據(jù)共享幾乎無(wú)限制。

第11章文件11.2文件處理11.2.1緩沖文件系統(tǒng)緩沖文件系統(tǒng)是指系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)每個(gè)正在使用的文件在內(nèi)存中開(kāi)辟一個(gè)“緩沖區(qū)”，當(dāng)從磁盤(pán)文件輸入的數(shù)據(jù)時(shí)，先將文件中的數(shù)據(jù)送到“輸入緩沖區(qū)”中，然后再?gòu)摹拜斎刖彌_區(qū)”依次將數(shù)據(jù)送給接收變量；在向磁盤(pán)文件輸出數(shù)據(jù)時(shí)，先將輸出數(shù)據(jù)送到“輸出緩沖區(qū)”中，等裝滿(mǎn)緩沖區(qū)后才一起輸出給磁盤(pán)文件，如圖11-1所示。緩沖文件系統(tǒng)既可以處理文本文件，也可以處理二進(jìn)制文件。

緩沖文件系統(tǒng)為每個(gè)正在使用的文件開(kāi)辟一個(gè)“文件信息區(qū)”，用來(lái)存放文件的有關(guān)信息?！拔募畔^(qū)”的這些信息保存在一個(gè)結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的變量中，該結(jié)構(gòu)體類(lèi)型命名為FILE，其定義形式如下：typedefstruct{......}FILE;

第11章文件11.2文件處理11.1.2緩沖文件系統(tǒng)當(dāng)程序中用到某個(gè)文件，系統(tǒng)就為此文件開(kāi)辟一個(gè)FILE類(lèi)型的變量存儲(chǔ)空間。但是，這個(gè)存儲(chǔ)空間通常不用變量名來(lái)標(biāo)識(shí)，而是設(shè)置一個(gè)指向該結(jié)構(gòu)體變量的指針變量，通過(guò)它來(lái)訪(fǎng)問(wèn)該結(jié)構(gòu)體變量（信息區(qū)）。這個(gè)指針變量就是文件指針。例如：FILE*fp1,*fp2,*fp3;這樣就定義了三個(gè)指針變量fp1、fp2、fp3，它們都是指向FILE類(lèi)型結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)的指針變量。如果把某一個(gè)文件信息區(qū)的起始地址賦給fp1（或fp2、fp3），fp1就指向該信息區(qū)（如圖11-2所示）。通過(guò)fp1、fp2、fp3就可以訪(fǎng)問(wèn)相應(yīng)文件的信息區(qū)，從而達(dá)到操作有關(guān)文件的目的。

第11章文件11.2文件處理11.2.2文件的處理過(guò)程文件在使用前要打開(kāi)，使用后要關(guān)閉。打開(kāi)文件的過(guò)程就是使文件指針指向外存中某一文件的過(guò)程，通過(guò)文件指針實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的讀/寫(xiě)操作。關(guān)閉文件的過(guò)程就是切斷文件指針與外存中某一文件聯(lián)系的過(guò)程，文件操作結(jié)束。文件的處理過(guò)程如圖11-3所示。

文件的處理步驟為：（1）打開(kāi)文件：使用函數(shù)fopen()。（2）讀或?qū)懳募鹤x函數(shù)：fgetc()、fgets()、fscanf、()fread()、getw()。寫(xiě)函數(shù)：fputc()、fouts()、fprintf()、fwrite()、putw()。（3）關(guān)閉文件：使用函數(shù)fclose()。第11章文件11.2文件處理11.2.2文件的處理過(guò)程數(shù)據(jù)的處理形式有：（1）直接處理形式。鍵盤(pán)→內(nèi)存變量→顯示器。把數(shù)據(jù)從鍵盤(pán)錄入后進(jìn)行處理，處理結(jié)果送顯示器顯示。適用數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)不需要保存的情況。（2）寫(xiě)文件處理形式。鍵盤(pán)→內(nèi)存變量→文件指針→OS→外存（文件）。這樣可以把大量的或以后再用的數(shù)據(jù)保存下來(lái)。（3）讀文件處理形式。文件名→OS→文件指針→內(nèi)存變量→顯示器。這樣可以把存放在文件中的數(shù)據(jù)通過(guò)文件指針調(diào)入內(nèi)存，處理后，輸出到顯示器上。（4）修改文件處理形式。文件名→OS→文件指針→內(nèi)存變量→文件指針→OS→文件名（或設(shè)備名）。這樣可以把存放在文件中的數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存，處理后，再寫(xiě)入文件中。文件的處理步驟：（1）打開(kāi)文件（2）讀或?qū)懳募?）關(guān)閉文件第11章文件11.2文件處理11.2.3文件處理采用的函數(shù)1．文件打開(kāi)函數(shù)文件在使用之前必須先打開(kāi)。所謂“打開(kāi)”是在程序和操作系統(tǒng)之間建立起聯(lián)系，程序把所要操作文件的一些信息通知給操作系統(tǒng)。文件打開(kāi)用fopen函數(shù)實(shí)現(xiàn)。它的一般使用方法為：FILE*fp;fp=fopen(filename,mode);第11章文件11.2文件處理11.2.3文件處理采用的函數(shù)2.文件讀取函數(shù)讀文件就是從文件往內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的形式不同可以采用以下讀取函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的讀取。（1）fgetc函數(shù)使用格式：ch=fgetc(fp);該函數(shù)從fp指向的文件中讀取一個(gè)字符并將它保存在變量ch中。其中，fp是已定義的文件指針變量。如果讀到文件末尾或出錯(cuò)時(shí)，該函數(shù)返回文件結(jié)束標(biāo)志EOF。EOF是在stdio.h頭文件中定義的宏，其值為-1。第11章文件11.2文件處理11.2.3文件處理采用的函數(shù)2.文件讀取函數(shù)讀文件就是從文件往內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的形式不同可以采用以下讀取函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的讀取。（2）fgets函數(shù)使用格式：fgets(str,n,fp);該函數(shù)從fp指向的文件中讀取n-1個(gè)字符并將其保存在str指定的內(nèi)存單元中，并在其后自動(dòng)追加結(jié)束標(biāo)志'\0'。其中，fp是已定義過(guò)的文件指針變量。函數(shù)執(zhí)行成功時(shí)返回0，失敗時(shí)返回非0值。第11章文件11.2文件處理11.2.3文件處理采用的函數(shù)2.文件讀取函數(shù)讀文件就是從文件往內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的形式不同可以采用以下讀取函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的讀取。（3）fscanf函數(shù)使用格式：fscanf(文件指針，格式字符串，輸入表列);該函數(shù)從文件指針指向的文件中讀取格式化的數(shù)據(jù)?！案袷阶址焙汀拜斎氡砹小钡膶?xiě)法及用法與scanf函數(shù)的完全相同。第11章文件11.2文件處理11.2.3文件處理采用的函數(shù)3．文件寫(xiě)入函數(shù)寫(xiě)文件就是將內(nèi)存中需要保存的數(shù)據(jù)寫(xiě)入外存。根據(jù)存入數(shù)據(jù)的形式不同，可以采用以下寫(xiě)入函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)寫(xiě)文件。（1）fputc函數(shù)使用格式：fputc(ch,fp);該函數(shù)將字符ch輸出到fp所指向的文件中。fp是已定義的文件指針變量，它的值是用fopen函數(shù)打開(kāi)文件時(shí)得到的；ch是要寫(xiě)的字符。函數(shù)執(zhí)行成功時(shí)返回被輸出的字符，否則返回EOF。第11章文件11.2文件處理11.2.3文件處理采用的函數(shù)3．文件寫(xiě)入函數(shù)寫(xiě)文件就是將內(nèi)存中需要保存的數(shù)據(jù)寫(xiě)入外存。根據(jù)存入數(shù)據(jù)的形式不同，可以采用以下寫(xiě)入函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)寫(xiě)文件。（2）fputs函數(shù)使用格式：fputs(str,fp);該函數(shù)把str表示的字符串寫(xiě)入到由fp指向的文件中（不寫(xiě)字符串結(jié)束符'\0'）。str可以是一個(gè)字符數(shù)組的名字、字符指針變量或字符串常量fp是已定義過(guò)的文件指針變量。函數(shù)執(zhí)行成功時(shí)返回0，失敗時(shí)返回非0值。第11章文件11.2文件處理11.2.3文件處理采用的函數(shù)3．文件寫(xiě)入函數(shù)寫(xiě)文件就是將內(nèi)存中需要保存的數(shù)據(jù)寫(xiě)入外存。根據(jù)存入數(shù)據(jù)的形式不同，可以采用以下寫(xiě)入函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)寫(xiě)文件。（3）fprintf函數(shù)使用格式：fprintf(文件指針,格式字符串,輸出表列);該函數(shù)把格式化的數(shù)據(jù)寫(xiě)入由文件指針指向的文件中?！案袷阶址焙汀拜敵霰砹小钡膶?xiě)法及用法與printf函數(shù)的完全相同。說(shuō)明：以上介紹的文件處理常用函數(shù)的原型都在stdio.h中定義。第11章文件11.2文件處理11.2.3文件處理采用的函數(shù)4．文件關(guān)閉函數(shù)關(guān)閉文件就是在文件處理完之后，切斷緩沖區(qū)與外存文件的聯(lián)系。使用的函數(shù)是fclose()，其一般格式是：fclose(文件指針);當(dāng)順利執(zhí)行了關(guān)閉操作時(shí)，函數(shù)返回值為0，否則返回一個(gè)非0值。該函數(shù)一次只能關(guān)閉一個(gè)文件，若要關(guān)閉多個(gè)文件，必須使用多次。第11章文件11.3文件程序設(shè)計(jì)實(shí)例本節(jié)主要介紹文件的建立、文件的讀取、文件的修改、文件的復(fù)制等程序的設(shè)計(jì)方法。11.3.1文件的建立通過(guò)fopen函數(shù)的寫(xiě)入方式打開(kāi)一個(gè)不存在的文件，就可建立一個(gè)新文件。【例11-1】從鍵盤(pán)輸入若干行字符，把它們寫(xiě)到磁盤(pán)文件上保存。分析：此時(shí)建立的文件是用來(lái)保存字符的，可建立一個(gè)文本文件。該問(wèn)題要求處理的是若干行字符，每行字符可看作是一個(gè)字符串，于是可采用鍵盤(pán)讀入函數(shù)fgets和文件寫(xiě)入函數(shù)fputs來(lái)實(shí)現(xiàn)。第11章文件輸入完所有字符串后，在最后一行的開(kāi)頭輸入一個(gè)“回車(chē)”鍵，此時(shí)字符串長(zhǎng)度為0，結(jié)束循環(huán)，關(guān)閉文件，終止程序。由于fputs函數(shù)不會(huì)自動(dòng)在輸出一個(gè)字符串后換行，所以必須單獨(dú)用一個(gè)fputs函數(shù)輸出一個(gè)'\n'，以便以后從文件中讀取數(shù)據(jù)時(shí)能區(qū)分開(kāi)各個(gè)字符串。此時(shí)，到該源程序所在的目錄下查看，可以看到文本文件file1.txt，打開(kāi)該本文文件，里面的內(nèi)容正是剛才從鍵盤(pán)上輸入的字符串。11.3文件程序設(shè)計(jì)實(shí)例11.3.1文件的建立【例11-2】假設(shè)某班級(jí)學(xué)生的考試成績(jī)表中包括：學(xué)號(hào)，姓名，成績(jī)。試設(shè)計(jì)程序建立一個(gè)成績(jī)表文件。分析：成績(jī)表中每個(gè)學(xué)生記錄可用一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量表示，學(xué)生人數(shù)可由鍵盤(pán)輸入。于是可采用循環(huán)，每次由鍵盤(pán)輸入一個(gè)學(xué)生記錄后直接寫(xiě)入磁盤(pán)文件中進(jìn)行保存。這里按記錄（既數(shù)據(jù)塊）進(jìn)行文件的讀寫(xiě)，用到有關(guān)函數(shù)fread和fwrite。調(diào)用形式為：fread(buffer,size,count,fp);fwrite(buffer,size,count,fp);說(shuō)明：buffer是一指針變量，它表示讀寫(xiě)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存放的起始地址；size表示要讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)據(jù)；count表示是讀寫(xiě)多少個(gè)size字節(jié)的數(shù)據(jù)項(xiàng)；fp表示已定義的指針變量。如果fread或write調(diào)用成功，則函數(shù)返回值為count的值，即讀寫(xiě)完整數(shù)據(jù)項(xiàng)的個(gè)數(shù)；否則返回值為-1。

第11章文件11.3文件程序設(shè)計(jì)實(shí)例11.3.2文件的讀取文件建立后，如果要觀看文件的內(nèi)容，可進(jìn)行文件讀取操作?！纠?1-3】從磁盤(pán)文件file1.txt(例11-1建立的)中讀回字符串，并在屏幕上顯示出來(lái)。分析：首先對(duì)file1.txt以只讀方式打開(kāi)；由于該文件為文本文件，存放著若干個(gè)字符串，于是可用fgets函數(shù)讀出各個(gè)字符串,而后在屏幕顯示出來(lái)即可。但需注意：文件使用之后必須關(guān)閉。第11章文件11.3文件程序設(shè)計(jì)實(shí)例11.3.2文件的讀取【例11-4】對(duì)于由例11-2建立的student.dat文件，讀取其單號(hào)學(xué)生數(shù)據(jù)后在顯示器上輸出。分析：在該問(wèn)題中要對(duì)文件中的特定數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，這就需要對(duì)文件進(jìn)行隨機(jī)讀取，此時(shí)用到文件定位函數(shù)fseek。它的作用是使位置指針移動(dòng)到所需的位置。使用fseek函數(shù)的一般格式如下：fseek(文件類(lèi)型指針,位移量,起始點(diǎn));“起始點(diǎn)”是以什么地方為基準(zhǔn)進(jìn)行移動(dòng)，必需是以下值之一：0（或SEEK_SET）：代表文件開(kāi)頭1（或SEEK_CUR）：代表位置指針的當(dāng)前位置2（或SEEK_END）：代表文件末尾“位移量”是指以“起始點(diǎn)”為基點(diǎn)移動(dòng)的字節(jié)數(shù)。如果它的值是正值，表示向前移，即從文件開(kāi)頭向文件末尾移動(dòng)；如是負(fù)數(shù)，表示向后移，即由文件末尾向文件開(kāi)頭移動(dòng)。位移量應(yīng)為long型數(shù)據(jù)，這樣當(dāng)文件長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)（如大于64K）不致出錯(cuò)。

第11章文件11.3文件程序設(shè)計(jì)實(shí)例11.3.3文件的修改如果要改變文件中的有關(guān)數(shù)據(jù)，則稱(chēng)為文件