C語言入門經(jīng)典(第四版)12-處理文件.ppt

1、第12章 處理文件,如果計(jì)算機(jī)只能處理存儲(chǔ)在主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，則應(yīng)用程序的適用范圍和多樣性就會(huì)受到相當(dāng)大的限制。事實(shí)上，所有重要的商業(yè)應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主內(nèi)存所能提供的數(shù)據(jù)量，常常需要具備處理外部設(shè)備(例如固定磁盤)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的能力。本章將了解如何處理外部設(shè)備上的文件數(shù)據(jù) 。,12.1 文件的概念,在前面的所有例子中，用戶在執(zhí)行程序時(shí)輸入的任何數(shù)據(jù)，在程序結(jié)束后都會(huì)消失。此時(shí)如果用戶要用相同的數(shù)據(jù)執(zhí)行程序，就必須重新輸入一遍。這種方式不僅不方便，還使編程任務(wù)無法完成 。 文件中的位置 文件流,12.1.1 文件中的位置,文件有開頭和結(jié)尾，還有一個(gè)當(dāng)前位置，通常定義為從文件頭到當(dāng)前位置

2、有多少個(gè)字節(jié)數(shù)，如圖12-1所示。當(dāng)前位置就是發(fā)生文件操作(讀寫文件的動(dòng)作)的地方。當(dāng)前位置可以移動(dòng)到文件的其他地方去。新的當(dāng)前位置可以指定為距離文件開頭的偏移量，或在某些情況下，指定為從前一個(gè)當(dāng)前位置算起的正或負(fù)偏移量 。,12.1.2 文件流,C庫(kù)提供了讀寫數(shù)據(jù)流的函數(shù)。流是外部數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)目的地的抽象表示，所以鍵盤、顯示器上的命令行和磁盤文件都是流。因此，可以使用輸入輸出函數(shù)讀寫映射為流的任意外部設(shè)備 。,12. 2 文件訪問,磁盤上的每個(gè)文件都有一個(gè)名稱，文件命名規(guī)則由操作系統(tǒng)確定。如果一個(gè)處理文件的程序只能處理特殊名字的文件，就不是很方便，需要為每個(gè)要處理的文件編寫不同的程序。因此，

3、在C語言中處理文件時(shí)，程序通過文件指針來引用文件。文件指針是一個(gè)抽象指針，關(guān)聯(lián)到一個(gè)特定的文件上，所以程序可以在不同的情況下處理不同的文件。文件指針指向表示流的結(jié)構(gòu)。本章的示例使用微軟的Windows文件名。如果使用其他操作系統(tǒng)(例如UNIX)就需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整文件的名稱 。 打開文件 文件重命名 關(guān)閉文件 刪除文件,12. 2.1 打開文件,將內(nèi)部文件指針變量關(guān)聯(lián)到一個(gè)特定的外部文件名稱上的過程稱為打開文件。調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)fopen()就可以打開文件，該函數(shù)返回特定外部文件的文件指針。fopen()函數(shù)在中定義，它的原型如下： FILE *fopen(char *name, char* mod

4、e);,12. 2.2 文件重命名,在許多情況下都需要對(duì)文件進(jìn)行重命名。例如更新文件的內(nèi)容，創(chuàng)建一個(gè)新的、更新過的文件。這需要在創(chuàng)建新的文件后，給它指定一個(gè)臨時(shí)的文件名，然后刪除舊文件，再將這個(gè)臨時(shí)的文件名更改成被刪掉的文件名。文件重命名非常簡(jiǎn)單，只需使用rename()函數(shù)，它的原型如下： int rename(const char *oldname, const char *newname);,12. 2.3 關(guān)閉文件,使用完文件后，需告訴操作系統(tǒng)釋放文件指針，這稱為關(guān)閉文件。這個(gè)動(dòng)作通過調(diào)用函數(shù)fclose()來完成。這個(gè)函數(shù)將文件指針作為變?cè)?，返回int類型的值。如果成功關(guān)閉文件，就返

5、回0，否則返回EOF。函數(shù)fclose()的使用方式如下： fclose(pfile); /* Close the file associated with pfile */,12. 2.4 刪除文件,現(xiàn)在可以在代碼中創(chuàng)建文件，有時(shí)也要編程刪除文件。此時(shí)可以使用在中聲明的函數(shù)remove()，其用法如下： remove(pfile.txt); 這行語句會(huì)從當(dāng)前目錄中刪除pfile.txt文件。在調(diào)用函數(shù)remove()刪除文件時(shí)，文件不應(yīng)是打開的，否則，調(diào)用函數(shù)remove()的動(dòng)作取決于具體的C實(shí)現(xiàn)方式，請(qǐng)參閱庫(kù)文檔說明。 文件的任何動(dòng)作都需要檢查兩次，尤其是刪除文件的動(dòng)作 。,12.3 寫

6、入文本文件,打開一個(gè)文件以用于寫入數(shù)據(jù)后，就可以在程序的任何地方給它寫入數(shù)據(jù)，只要可以訪問fopen()為文件設(shè)置的文件指針即可。如果要在包含多個(gè)函數(shù)的任意位置訪問文件，就需要確保文件指針有全局作用域，或可以作為變?cè)獋魉徒o訪問文件的函數(shù) 。,12.4 讀取文本文件,fgetc()函數(shù)與fputc()函數(shù)互補(bǔ)，fgetc()從打開的文本文件中讀取一個(gè)字符。它將文件指針作為唯一的變?cè)?，如果讀取操作成功，就把讀取的字符返回為int類型；否則，返回EOF。fgetc()函數(shù)的一般用法如下面的語句所示： mchar = fgetc(pfile); /* Reads a character into mc

7、har */,12.5 將字符串寫入文本文件,puts()函數(shù)將字符串寫入stdout，而函數(shù)fputs()會(huì)將字符串寫入文本文件。它的原型如下： int fputs(char *pstr, FILE *pfile); 第一個(gè)變?cè)且獙懭胛募淖址羔?，第二個(gè)變?cè)俏募羔?。這個(gè)函數(shù)的動(dòng)作有點(diǎn)古怪，它會(huì)將字符串寫入文件，直到碰到0字符為止，但是0不會(huì)寫入文件。用fputs()寫入文件的不定長(zhǎng)的字符串，可以用fgets()將它讀取出來。這是因?yàn)樗且粋€(gè)字符寫入操作，不是二進(jìn)制寫入操作，所以它希望寫入的一行文本以換行符結(jié)束。這個(gè)函數(shù)不需要換行符，但是讀取文件(使用互補(bǔ)函數(shù)fgets()時(shí)，換行符

8、會(huì)非常有用。,12.6 從文本文件中讀入字符串,fputs()的互補(bǔ)函數(shù)是fgets()，它可以從文本文件中讀入一個(gè)字符串。其函數(shù)原型如下： char *fgets(char *pstr, int nchars, FILE *pfile); fgets()有3個(gè)參數(shù)。它會(huì)從pfile所指向的文件將字符串讀入pstr所指向的內(nèi)存。 該函數(shù)會(huì)一直從文件中讀取字符串，直到讀到了n字符或讀入nchars1個(gè)字符為止 。,12.7 格式化文件的輸入輸出,將字符及字符串寫入文件比較順利，但是在程序中一般有許多其他的數(shù)據(jù)類型。例如，要將數(shù)值數(shù)據(jù)寫入文件，就需要更多的操作；要使文件中的內(nèi)容能讓人看得懂，還需要

9、數(shù)值數(shù)據(jù)的字符表示。而格式化文件的輸入輸出函數(shù)提供了這樣的機(jī)制 。 格式化文件輸出 格式化文件輸入,12.7.1 格式化文件的輸出,在第10章討論標(biāo)準(zhǔn)流時(shí)，就遇到過格式化文件輸出的函數(shù)。它和printf()語句相同，但有一個(gè)額外的參數(shù)，名稱也稍有不同。它的用法如下： fprintf(pfile, %12d112d%14f, num1, num2, fnum1); 可以看到，這個(gè)函數(shù)名稱比printf()多了一個(gè)f(文件)，第一個(gè)變?cè)侵付ㄝ敵瞿康牡氐奈募羔?。顯然，文件指針需要通過調(diào)用fopen()來設(shè)定。其余的變?cè)蚿rintf()相同 。,12.7.2 格式化文件的輸入,使用fscanf(

10、)函數(shù)可以得到格式化文件輸入。例如，從文件pfile讀入3個(gè)變量值，可以使用如下語句： fscanf(pfile, %12d%12d%14f, 這個(gè)函數(shù)的操作和scanf()對(duì)stdin的操作完全相同，只是要從第一個(gè)變?cè)付ǖ奈募械玫捷斎?。scanf()函數(shù)的使用規(guī)則也適用于這個(gè)函數(shù)的格式字符串和操作。如果發(fā)生錯(cuò)誤，沒有讀取輸入，函數(shù)會(huì)返回EOF，否則將讀取的值的個(gè)數(shù)返回為int類型的值 。,12.8 錯(cuò)誤處理,本書的例子都只包含最起碼的錯(cuò)誤檢查及報(bào)告，因?yàn)橥暾腻e(cuò)誤檢查和報(bào)告代碼會(huì)占用很大的篇幅，使程序看起來相當(dāng)復(fù)雜。然而在實(shí)際的程序中，應(yīng)盡可能地檢查及報(bào)告錯(cuò)誤 。,12.9 再探文本文件

11、操作模式,前面使用的文本模式都是打開文件的默認(rèn)操作模式。在C的早期版本中，可以明確指定文件以文本模式打開。為此，只需在已有的指定符后面加上“t”。因此，除了原來的3 個(gè)模式之外，還有3 個(gè)模式指定符wt、rt和at。這里提及它們，因?yàn)樽x者可能在其他C程序中遇到它們。盡管大多數(shù)編譯器支持它們，但它們不是當(dāng)前C標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，所以最好不要在代碼中使用它們 。,12.10 二進(jìn)制文件的輸入輸出,文件操作除了文本模式外，還有一個(gè)二進(jìn)制模式。在這個(gè)模式下，不轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，也不需用格式字符串控制輸入輸出，所以它比文本模式簡(jiǎn)單。二進(jìn)制模式將內(nèi)存的數(shù)據(jù)直接傳送到文件中。文本模式下具有特殊意義的字符，如n和0，在二進(jìn)制

12、模式下就沒有意義了 。 指定二進(jìn)制模式 寫入二進(jìn)制文件 讀取二進(jìn)制文件,12.10.1 指定二進(jìn)制模式,要指定二進(jìn)制模式，只需在基本打開模式指定符后附加b。因此，打開模式指定符wb表示寫入二進(jìn)制文件，rb表示讀取二進(jìn)制文件，ab表示將數(shù)據(jù)追加到二進(jìn)制文件的末尾，rb+表示讀寫二進(jìn)制文件 。,12.10.2 寫入二進(jìn)制文件,寫入二進(jìn)制文件的函數(shù)是fwrite()。最好用一個(gè)例子來解釋它。假設(shè)用下面的語句打開文件，以執(zhí)行寫入操作： char *filename = myfile.bin; FILE *pfile = fopen(filename, wb);,12.10.3 讀取二進(jìn)制文件,二進(jìn)制文

13、件以讀取模式打開后，就可以使用fread()函數(shù)讀取它。使用和寫入二進(jìn)制文件例子中相同的變量讀取文件，語句如下： size_t wcount = fread( pdata, sizeof(long), num_items, pfile);,12.11 讀取二進(jìn)制文件,在許多應(yīng)用程序中，需要能隨機(jī)訪問文件中的數(shù)據(jù)，而不是按順序訪問它們。某些信息存儲(chǔ)在文件的中央，因此必須從文件的開頭讀起，直到找到需要的信息為止。但如果文件包含幾百萬項(xiàng)，就要花相當(dāng)多的時(shí)間。 文件定位操作 找出我們?cè)谖募械奈恢?在文件中設(shè)定位置,12.11.1 文件定位操作,文件定位有兩個(gè)方面：找出當(dāng)前我們?cè)谖募械奈恢?，然后移?dòng)

14、到文件中某個(gè)特定的位置。前者是后者的基礎(chǔ)：如果不知道在文件的什么地方，就不可能知道如何到達(dá)要去的地方 。,12.11.2 找出我們?cè)谖募械奈恢?有兩個(gè)函數(shù)可以指出我們?cè)谖募械奈恢?，它們相?dāng)類似，但并不相同。它們是互補(bǔ)的位置函數(shù)。第一個(gè)函數(shù)是ftell()，它的原型是： long ftell(FILE *pfile);,12.11.3 在文件中設(shè)定位置,ftell()的互補(bǔ)函數(shù)是fseek()，它的原型如下： int fseek(FILE *pfile, long offset, int origin);,12.12 使用臨時(shí)文件,程序執(zhí)行時(shí)，常需要一個(gè)工作文件來存儲(chǔ)中間結(jié)果，程序結(jié)束后，就

15、刪除它。本章計(jì)算質(zhì)數(shù)的程序就是一個(gè)例子，文件僅在計(jì)算過程中需要。 使用臨時(shí)文件的函數(shù)有兩個(gè)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn) 。 創(chuàng)建臨時(shí)文件 創(chuàng)建唯一的文件名,12.12.1 創(chuàng)建臨時(shí)文件,第一個(gè)函數(shù)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建臨時(shí)文件。它的原型如下： FILE *tmpfile(void); 這個(gè)函數(shù)沒有參數(shù)，返回臨時(shí)文件的指針。如果因某種原因不能創(chuàng)建這個(gè)文件，例如磁盤滿了，這個(gè)函數(shù)會(huì)返回NULL。這個(gè)文件會(huì)以更新方式創(chuàng)建并打開，所以可以讀寫它。這個(gè)文件在程序結(jié)束后會(huì)自動(dòng)刪除，所以不需要任何整理操作。我們永遠(yuǎn)不知道這個(gè)文件叫什么,12.12.2 創(chuàng)建唯一的文件名,第二個(gè)方法是使用一個(gè)可以提供唯一文件名的函數(shù)，這個(gè)臨時(shí)的文件名

16、由程序員指定。函數(shù)的原型如下： char *tmpnam(char *filename);,12.13 更新二進(jìn)制文件,有3個(gè)打開模式可用于更新二進(jìn)制文件： 修改文件的內(nèi)容 從鍵盤讀取記錄 將記錄寫入文件 從文件中讀取記錄 寫入文件 列出文件內(nèi)容 更新已有的文件內(nèi)容,12.13.1 修改文件的內(nèi)容,擴(kuò)展上一個(gè)例子，以使用另外兩個(gè)二進(jìn)制更新模式。本節(jié)要添加功能，以更新文件中的已有記錄，添加記錄或刪除文件。這個(gè)程序相當(dāng)復(fù)雜，所以最好將其操作分解到函數(shù)中。文件仍包含姓名記錄，這樣由姓名和年齡組成的記錄的長(zhǎng)度就互不相同。在修改文件的內(nèi)容時(shí)，可以看到因此帶來的復(fù)雜性。,12.13.2 從鍵盤讀取記錄,編

17、寫一個(gè)函數(shù)，從stdin中讀取姓名字符串和年齡值，將它們存儲(chǔ)在Record對(duì)象中。該函數(shù)的原型如下： struct Record *getrecord(struct Record *precord); 這個(gè)函數(shù)的參數(shù)是指向已有Record結(jié)構(gòu)對(duì)象的指針，其返回值是該對(duì)象的地址。因此，可以把該函數(shù)的調(diào)用作為Record *類型的變?cè)獋魉徒o另一個(gè)函數(shù) 。,12.13.3 將記錄寫入文件,現(xiàn)在，定義一個(gè)函數(shù)，將Record對(duì)象的成員寫入FILE *指針指向的文件中，該函數(shù)的原型如下： void writerecord(struct Record *precord, FILE *pFile); 第一個(gè)

18、參數(shù)是指向Record結(jié)構(gòu)的指針，該結(jié)構(gòu)的姓名和年齡成員要寫入文件。第二個(gè)參數(shù)是文件指針,12.13.4 從文件中讀取記錄,下面是從文件中讀取一個(gè)記錄的函數(shù)的原型： struct Record *readrecord(struct Record *precord, FILE *pFile); 要讀取的文件用第二個(gè)參數(shù)指定，即文件指針。為了方便，返回值是作為第一個(gè)參數(shù)傳送的地址。,12.13.5 寫入文件,下面是將任意個(gè)記錄寫入文件的函數(shù)原型，其中記錄是從鍵盤上輸入的： void writefile(char *filename, char *mode); 第一個(gè)參數(shù)是要寫入的文件名，這表示該函

19、數(shù)要打開文件。第二個(gè)參數(shù)是要使用的文件打開模式。將模式指定為“wb+”，writefile()函數(shù)就會(huì)刪除文件的原始內(nèi)容，再將數(shù)據(jù)寫入文件。如果文件不存在，就用指定的名稱創(chuàng)建一個(gè)文件。如果模式指定為“ab+”，記錄就追加到已有的文件中，如果文件不存在，就創(chuàng)建一個(gè)新文件。,12.13.6 列出文件內(nèi)容,將文件中的記錄輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出流中的函數(shù)原型如下： void listfile(char *filename); 其參數(shù)是文件名，所以函數(shù)要先打開文件，操作完成后關(guān)閉它。,12.13.7 更新已有的文件內(nèi)容,更新文件中的已有記錄增加了復(fù)雜性，因?yàn)槲募械男彰胁煌拈L(zhǎng)度。不能簡(jiǎn)單地覆蓋已有的記錄，因?yàn)橛糜谔鎿Q的記錄可能在原來的空間中放不下。如果新記錄的長(zhǎng)度與原記錄相同，就可以覆蓋它，如果不同，就只能將數(shù)據(jù)寫入一個(gè)新文件。下面是更新文件的函數(shù)的原型： void updatefile(char *filename); 唯一的參數(shù)是文件名，所以該函數(shù)會(huì)查找出要更新的記錄，并打開和關(guān)閉文件。,12.14 更新已有的文件內(nèi)容,12.15 更新已有的文件內(nèi)容,本章的最后將前面所學(xué)的內(nèi)容應(yīng)用于最后一個(gè)程序。這個(gè)程