《C語言程序設(shè)計(jì) 》課件-第8章

項(xiàng)目八文件——計(jì)算電話費(fèi)任務(wù)一了解文件任務(wù)二了解文件指針任務(wù)三文件的打開與關(guān)閉任務(wù)四文件的讀寫任務(wù)五文件定位和文件的隨機(jī)讀寫.任務(wù)六項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)思考與練習(xí)

任務(wù)一了解文件

所謂“文件”是指一組相關(guān)數(shù)據(jù)的有序集合。這個數(shù)據(jù)集有一個名稱，叫做文件名。文件通常存儲在外部介質(zhì)(如磁盤等)上，在使用時才被調(diào)入內(nèi)存中。從不同的角度可對文件作不同的分類。

從用戶的角度看，文件可分為普通文件和設(shè)備文件兩種。普通文件是指存儲在磁盤或其他外部介質(zhì)上的一個有序數(shù)據(jù)集，可以是源文件、目標(biāo)文件、可執(zhí)行程序，也可以是一組待輸入處理的原始數(shù)據(jù)，或者是一組輸出的結(jié)果。

設(shè)備文件是指與主機(jī)相連的各種外部設(shè)備，如顯示器、打印機(jī)、鍵盤等。在操作系統(tǒng)中，可以把外部設(shè)備也看作是一個文件來進(jìn)行管理，把對它們的輸入、輸出等同于對磁盤文件的讀和寫。

從文件編碼的方式來看，文件可分為ASCII文件和二進(jìn)制文件兩種。ASCII文件也稱為文本文件，這種文件在磁盤中存放時每個字符對應(yīng)一個字節(jié)，用于存放對應(yīng)的ASCII字符。

例如，數(shù)字5678以ASCII字符的形式存儲占4個字節(jié)，其存儲形式為

ASCII字符：00110101001101100011011100111000

↓

↓

↓

↓

十進(jìn)制字符：

5

6

7

8

ASCII文件可在屏幕上按字符顯示。例如，源程序文件就是ASCII文件，用DOS命令TYPE可顯示文件的內(nèi)容。由于是按字符顯示，因此能讀懂文件內(nèi)容。

二進(jìn)制文件是按二進(jìn)制的編碼方式來存放文件的。

例如，數(shù)字5678以二進(jìn)制的形式存儲只占兩個字節(jié)，其存儲形式為

0001011000101110

二進(jìn)制文件雖然也可在屏幕上顯示，但其內(nèi)容無法讀懂。C語言系統(tǒng)在處理這些文件時，并不區(qū)分類型，都看成是字符流，按字節(jié)進(jìn)行處理。輸入輸出字符流的開始和結(jié)束只由程序控制而不受物理符號(如回車符)的控制，因此，也把這種文件稱作“流式

文件”。

任務(wù)二了解文件指針

在使用文件系統(tǒng)時，每一個文件被打開或創(chuàng)建之后，必須用文件類型指針作為該文件的文件標(biāo)識。在C語言編譯系統(tǒng)中都有文件結(jié)構(gòu)類型FILE的定義，在程序設(shè)計(jì)中可以直接用FILE定義文件類型指針變量。定義文件類型指針變量的一般形式為

FILE*文件指針變量名;

注意：FILE必須用大寫，且“*”不能省略。

例如，F(xiàn)ILE*fp;，其中，fp是一個指向FILE類型結(jié)構(gòu)的指針變量，通過文件指針變量能夠找到與它相關(guān)的文件。如果需要同時訪問n個文件，一般應(yīng)設(shè)n個指針變量(指向FILE類型結(jié)構(gòu)的指針變量)，使它們分別指向n個文件(實(shí)際上是指向該文件的信息結(jié)構(gòu))，以實(shí)現(xiàn)對文件的訪問。當(dāng)然，同一指針變量通過對它進(jìn)行賦值也可以指向不同的文件。

任務(wù)三文件的打開與關(guān)閉

1．文件的打開(fopen函數(shù))

fopen函數(shù)用來打開一個文件，其調(diào)用的一般形式為文件指針名=fopen(文件名，使用文件方式);其中，“文件指針名”必須是被說明為FILE類型的指針變量；“文件名”是被打開文件的文件名；“使用文件方式”是指文件的類型和操作要求?！拔募笔亲址Ａ炕蜃址?dāng)?shù)組。

例如，在本項(xiàng)目中需要打開文本文件“dial.txt”來讀取通話記錄。

FILE*fp；

fp=fopen("dial.txt","r");

其意義是在當(dāng)前目錄下打開文件“dial.txt”，只允許進(jìn)行“讀”操作，并使fp指向該文件。又如，

FILE*fphzk；

fphzk=fopen("c:\\hzk16","rb");

其意義是打開C驅(qū)動器磁盤根目錄下的文件hzk16，這是一個二進(jìn)制文件，只允許按二進(jìn)制方式進(jìn)行讀操作。兩個反斜線“\\”中的第一個表示轉(zhuǎn)義字符，第二個表示根目錄。

文件的使用方式共有12種，表8.1給出了它們的符號和意義。

對于文件使用方式有以下幾點(diǎn)說明：

(1)文件使用方式由r、w、a、t、b、+?6?個字符拼成，各字符的含義如下。

r(read): 讀

w(write): 寫

a(append): 追加

t(text): 文本文件，可省略不寫

b(banary): 二進(jìn)制文件

+:

讀和寫

(2)凡用“r”打開一個文件時，該文件必須已經(jīng)存在，且只能從該文件讀出。

(3)用“w”打開的文件只能向該文件寫入。若打開的文件不存在，則以指定的文件名建立該文件；若打開的文件已經(jīng)存在，則將該文件刪去，重建一個新文件。

(4)若要向一個已存在的文件追加新的信息，只能用“a”方式打開文件，但此時該文件必須是存在的，否則將會出錯。

(5)在打開一個文件時，如果出錯，fopen將返回一個空指針值NULL。在程序中可以用這一信息來判別是否完成打開文件的工作，并作相應(yīng)的處理。因此，常用以下程序段打開文件：

fp=fopen("dial.txt","r");

if(!fp)

{

printf("\nerroronopendial.txt!");

return-1;

}

這段程序的意義是：如果返回的指針為空，表示不能打開文件“dial.txt”，同時給出提示信息“erroronopendial.txt!”，退出程序。

(6)把一個文本文件讀入內(nèi)存時，要將ASCII字符轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制字符；而把文件以文本方式寫入磁盤時，也要把二進(jìn)制字符轉(zhuǎn)換成ASCII字符，因此文本文件的讀寫要花費(fèi)較多的轉(zhuǎn)換時間。對二進(jìn)制文件的讀寫不存在這種轉(zhuǎn)換。

(7)標(biāo)準(zhǔn)輸入文件(鍵盤)、標(biāo)準(zhǔn)輸出文件(顯示器)、標(biāo)準(zhǔn)出錯輸出(出錯信息)是由系統(tǒng)打開的，可直接使用。

2．文件的關(guān)閉(fclose函數(shù))

文件一旦使用完畢，應(yīng)用關(guān)閉文件函數(shù)把文件關(guān)閉，以避免文件的數(shù)據(jù)丟失等錯誤。

fclose函數(shù)調(diào)用的一般形式為

fclose(文件指針);

例如，

fclose(fp);

正常完成關(guān)閉文件操作時，fclose函數(shù)的返回值為0。如返回非零值，則表示有錯誤發(fā)生。

任務(wù)四文件的讀寫

1．讀寫字符

C語言提供了fgetc和fputc函數(shù)對文本文件進(jìn)行字符的讀寫，其函數(shù)的原型存于stdio.h頭文件中，格式為

intfgetc(FILE*stream)

fgetc()函數(shù)從輸入流的當(dāng)前位置返回一個字符，并將文件指針指示器移到下一個字符處，如果已到文件結(jié)尾，函數(shù)返回EOF，此時表示本次操作結(jié)束。

若讀寫文件完成，則應(yīng)關(guān)閉文件。

intfputc(intch,FILE*stream)

fputc()函數(shù)完成將字符ch的值寫入所指定的流文件的當(dāng)前位置處，并將文件指針后移一位。fputc()函數(shù)的返回值是所寫入字符的值，出錯時返回EOF。

【例8-1】將存放于磁盤的指定文本文件按讀寫字符方式逐個地從文件讀出，然后再將其顯示到屏幕上。

運(yùn)行結(jié)果如下：

pleaseenterfilename:dial.txt

o14:05:2314:11:2582346789

i15:10:0016:01:1513890000000

o10:53:1211:07:0563000123

o23:01:1200:12:1513356789001

【例8-2】從鍵盤輸入字符，存到磁盤文件test.txt中。

程序通過從鍵盤輸入一個以回車結(jié)束的字符串，寫入指定的流文件test.txt，文件以文本只寫方式打開，所以流文件具有可讀性，能支持各種字符處理工具訪問。

運(yùn)行程序：

Ilovechina!

2．讀寫字符串

C語言提供的讀寫字符串的函數(shù)原型在stdio.h頭文件中，其函數(shù)形式為

char*fgets(char*str,intnum,FILE*stream)

fgets()函數(shù)從流文件stream中讀取至多num-1個字符，并把它們放入str指向的字符數(shù)組中。讀取字符直到遇見回車符或EOF(文件結(jié)束符)為止，或讀入了所限定的字符數(shù)。

intfputs(char*str,FILE*stream)

fputs()函數(shù)將str指向的字符串寫入流文件。操作成功時，函數(shù)返回0值，失敗返回非零值。

【例8-3】向磁盤寫入字符串，并寫入文本文件test.txt。

#include<stdio.h>

#include<string.h>

main()

{

FILE*fp;

charstr[128];

if((fp=fopen("test.txt","w"))==NULL) /*打開只寫的文本文件*/

運(yùn)行該程序，從鍵盤輸入長度不超過127個字符的字符串，寫入文件。如串長為0，即空串，程序結(jié)束。輸入：

Hello!

Howdoyoudo

Good-bye!

這里所輸入的空串，實(shí)際為一單獨(dú)的回車符，其原因是gets函數(shù)判斷串的結(jié)束是以回車作標(biāo)志的。

【例8-4】從一個文本文件test.txt中讀出字符串，再寫入另一個文件test2.txt。

程序共操作兩個文件，需定義兩個文件變量指針。因此，在操作文件以前，應(yīng)將兩個文件以需要的工作方式同時打開(不分先后)，讀寫完成后，再關(guān)閉文件。設(shè)計(jì)過程是在寫入文件的同時將寫入內(nèi)容顯示在屏幕上，故程序運(yùn)行結(jié)束后，應(yīng)看到增加了與原文件相同的文本文件并在屏幕上顯示文件內(nèi)容。

3．格式化的讀寫

前面的程序設(shè)計(jì)中，我們介紹過利用scanf()和printf()函數(shù)從鍵盤格式化輸入及在顯示器上進(jìn)行格式化輸出。對文件的格式化讀寫就是在上述函數(shù)的前面加一個字母f成為fscanf()和fprintf()。其函數(shù)調(diào)用方式如下：

intfscanf(FILE*stream,char*format,arg_list)

intfprintf(FILE*stream,char*format,arg_list)

其中，stream為流文件指針，其余兩個參數(shù)與scanf()和printf()的用法完全相同。

【例8-5】將一些格式化的數(shù)據(jù)寫入文本文件，再從該文件中以格式化方法讀出顯示到屏幕上，其格式化數(shù)據(jù)是兩個學(xué)生記錄，包括姓名、學(xué)號、兩科成績。

#include<stdio.h>

main()

{

FILE*fp;

inti;

structstu{

/*定義結(jié)構(gòu)體類型*/

該程序設(shè)計(jì)一個文件變量指針，兩次以不同方式打開同一文件，寫入和讀出格式化數(shù)據(jù)。有一點(diǎn)很重要，那就是用什么格式寫入文件，就一定用什么格式從文件讀，否則，讀出的數(shù)據(jù)與格式控制符不一致，就造成數(shù)據(jù)出錯。

上述程序運(yùn)行如下：

inputdata:

xiaowanj00187.598.4

xiaolij00299.589.6

outputfromfile:

xiaowanj00187.5098.40

xiaolij00299.5089.60

此程序所訪問的文件也可以為二進(jìn)制文件，若打開文件的方式為

if((fp=fopen("test.txt","wb"))==NULL)

{/*以二進(jìn)制只寫方式打開文件*/

printf("cannotopenfile");

exit(0);

}

其效果完全相同。

4．成塊讀寫

前面介紹的幾種讀寫文件的方法，對復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型無法以整體形式向文件寫入或從文件讀出。C語言提供了成塊的讀寫方式來操作文件，使數(shù)組或結(jié)構(gòu)體等類型可以進(jìn)行一次性讀寫。成塊讀寫文件函數(shù)的調(diào)用形式為

intfread(void*buf,intsize,intcount,FILE*stream)

intfwrite(void*buf,intsize,intcount,FILE*stream)

fread()函數(shù)從stream指向的流文件讀取count(字段數(shù))個字段，每個字段為size(字段長度)個字符長，并把它們放到buf(緩沖區(qū))指向的字符數(shù)組中。

Fread()函數(shù)返回實(shí)際已讀取的字段數(shù)。若函數(shù)調(diào)用時要求讀取的字段數(shù)超過文件存放的字段數(shù)，則出錯或已到文件尾，在實(shí)際操作時應(yīng)注意檢測。

fwrite()函數(shù)從buf(緩沖區(qū))指向的字符數(shù)組中，把count(字段數(shù))字段寫到stream所指向的流中，每個字段為size個字符長，函數(shù)操作成功時返回所寫字段數(shù)。

關(guān)于成塊的文件讀寫，在創(chuàng)建文件時只能以二進(jìn)制文件格式創(chuàng)建。

【例8-6】向磁盤寫入格式化數(shù)據(jù)，再從該文件讀出顯示到屏幕。

程序運(yùn)行結(jié)果如下：

inputdata:

xiaowanj00187.598.4

xiaolij00299.589.6

outputfromfile:

xiaowanj00187.5098.40

xiaolij00299.5089.60

通常，如果輸入數(shù)據(jù)的格式較為復(fù)雜的話，可采取將各種格式的數(shù)據(jù)當(dāng)做字符串輸入，然后將字符串轉(zhuǎn)換為所需的格式。

C語言提供函數(shù)：

intatoi(char*ptr)

floatatof(char*ptr)

longintatol(char*ptr)

它們分別將字符串轉(zhuǎn)換為整型、實(shí)型和長整型。使用時請將其包含的頭文件math.h或stdlib.h寫在程序的前面。

任務(wù)五文件定位和文件的隨機(jī)讀寫

1．文件定位移動文件內(nèi)部位置指針的函數(shù)主要有兩個，即rewind函數(shù)和fseek函數(shù)。

rewind函數(shù)前面已多次使用過，其調(diào)用形式為

rewind(文件指針);它的功能是把文件內(nèi)部的位置指針移到文件首。

下面主要介紹fseek函數(shù)。

fseek函數(shù)用來移動文件內(nèi)部位置指針，其調(diào)用形式為

fseek(文件指針，位移量，起始點(diǎn))

其中，“文件指針”指向被移動的文件；“位移量”表示移動的字節(jié)數(shù)，要求位移量是long型數(shù)據(jù)，以便在文件長度大于64?KB時不會出錯，當(dāng)用常量表示位移量時，要求加后綴“L”；“起始點(diǎn)”表示從何處開始計(jì)算位移量，規(guī)定的起始點(diǎn)有3種：文件首、當(dāng)前位置和文件末尾。起始點(diǎn)的表示方法如表8.2所示。

例如，

fseek(fp,100L,0);

其意義是把位置指針移到離文件首100個字節(jié)處。

還要說明的是，fseek函數(shù)一般用于二進(jìn)制文件。在文本文件中由于要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，故往往計(jì)算的位置會出現(xiàn)錯誤。

2．文件的隨機(jī)讀寫

在移動位置指針之后，即可用前面介紹的任一種讀寫函數(shù)進(jìn)行讀寫。由于一般是讀寫一個數(shù)據(jù)塊，因此常用fread和fwrite函數(shù)。

下面用例題來說明文件的隨機(jī)讀寫。

【例8-7】在學(xué)生文件stu_list中讀出第二個學(xué)生的數(shù)據(jù)。

文件stu_list已由程序建立，本程序用隨機(jī)讀出的方法讀出第二個學(xué)生的數(shù)據(jù)。程序中定義boy為stu類型變量，qq為指向boy的指針。以讀二進(jìn)制文件方式打開文件，程序第22行移動文件位置指針。其中的i值為1，表示從文件頭開始，移動一個stu類型的長度，然后再讀出的數(shù)據(jù)即為第二個學(xué)生的數(shù)據(jù)。

任務(wù)六項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)

本項(xiàng)目——計(jì)算電話費(fèi)的程序代碼如下：

思?考?與?練?習(xí)

一、選擇題

1．下列哪條語句執(zhí)行后，文件的讀/寫指針不指向文件首？()。

A．rewind(fp); B．FILE*c;

C．filec; D．file*c;

2．下列語句中，將C定義為文件型指針的是()。

A．FILEc; B．FILE*c;

C．filec; D．file*c;

3．若有定義FILE*fp，則打開與關(guān)閉文件的命令是()。

A．fopen(fp),fclose(fp);

B．fopen(fp,"w"),fclose(fp);

C．open(fp),close(fp);

D．open(fp,"W"),close(fp);

4．C語言中，組成數(shù)據(jù)文件的成分是()。

A．記錄 B．?dāng)?shù)據(jù)行

C．?dāng)?shù)據(jù)塊 D．字符(字節(jié))序列

5．若要打開A盤中user子目錄下名為abc.txt的文本文件進(jìn)行讀、寫操作，下面符合此要求的函數(shù)調(diào)用是()。

A．fopen("A:\user\abc.txt","r+") B．fopen("A:\user\abc