【高级语言程序设计（一）】第 10 章：文件 |
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【高级语言程序设计（一）】第 10 章：文件
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目录 一、文件概述 （1）文件定义 （2）文件命名 （3）文件分类 ① 按照文件的内容划分 ② 按照文件的组织形式划分 ③ 按照文件的存储形式划分 ④ 按照文件的存储介质划分 （4）文件存取方式 （5）文件系统 二、文件的打开和关闭函数 （1）文件打开函数 ① 库函数 exit() 的具体说明 ② 文件使用中各字符的含义 ③ 文件的使用方式说明 （2）文件关闭函数 （3）标准设备文件的打开和关闭 ① 文件的打开与关闭 ② 文件的打开（fopen 函数） ③ 文件的关闭（fclose 函数） 三、文件的读/写函数 （1）文件尾测试函数 （2）写字符函数 fputc() （3）读字符函数 fgetc() ① fputc 函数（putc 函数） ② fgetc 函数（getc 函数） ③ feof 函数 （4）写字符串函数 fputs() （5）读字符串函数 fgets() （6）写数据块函数 fwrite() （7）读数据块函数 fread() （8）格式化写函数 fprintf() （9）格式化读函数 fscanf() 四、文件的定位函数 （1）文件指针复位函数 ① rewind 函数 （2）文件随机定位函数 （3）文件随机定位函数 一、文件概述C 语言将文件看做是由一个一个的字符（ASCII码文件）或字节（二进制文件）组成的，这种文件称为流式文件。 （1）文件定义 文件是存储在外部存储介质上的数据集合，这些数据的类型可以是整型、实型、字符型、字符串或结构体类型等。目前，外部存储介质主要是磁盘，存储在磁盘上的文件称为“磁盘文件” 。 （2）文件命名 为了标识磁盘上的不同文件，每个磁盘文件都必须有一个文件名，其一般组成为： 盘符:路径\文件主名[.扩展名] 其中，盘符表示文件所在的磁盘，可以是 A、B、C 和 D 等。路径是由目录序列组成，目录之间的分隔符为 “\” ，需要注意的是，如果路径出现在字符串中，C 语言规定其中的符号 “\” 需要写成转义字符 “\\” 。文件主名和扩展名均是由字母和数字等字符组成的。 C 语言中，常见的扩展名： c：C 源程序文件 obj：C 源程序经过编译后生成的目标文件exe：目标文件经过链接后生成的可执行文件一般地，数据文件的扩展名常用 dat ，文本文件的扩展名常用 txt （3）文件分类 ① 按照文件的内容划分可分为程序文件和数据文件 程序文件：又可以分为源文件、目标文件和可执行文件 ② 按照文件的组织形式划分 可分为顺序存取文件和随机存取文件 顺序存取文件：简称为 “顺序文件” ，数据写入文件的方式是后输入的数据放在以前输入数据的后面，按照数据的先后次序一个接一个地存放。 随机存取文件：简称为 “随机文件” ，每个数据在磁盘中所占用的长度都相同。 ③ 按照文件的存储形式划分 可分为文本文件和二进制文件 文本文件：文本文件中数据转换为对应的ASCⅡ码来存放，每字节存储一个字符，因此便于对字符逐一进行处理。 二进制文件：二进制文件中数据按照其二进制形式来存放，即把内存中的数据，原样输出到磁盘文件中。 ④ 按照文件的存储介质划分 可以分为普通文件和设备文件 普通文件：即存储介质文件（磁盘、磁带等） 设备文件：即非存储介质文件（键盘、 显示器和打印机等） （4）文件存取方式 主要包括顺序存取和随机存取两种 顺序存取：是自上而下逐一地存取文件的内容。保存数据时，将数据附加到文件的尾部。顺序存取方式常用于文本文件，被存取的文件则称为顺序文件。 随机存取：是以一个完整的单位进行数据的读取和写入。随机存取方式常用于二进制文件，被存取的文件则称为随机文件。 （5）文件系统 C 语言使用的文件系统分为缓冲文件系统（标准I/O）和非缓冲文件系统（系统I/O）： 缓冲文件系统：是指系统自动地为每个正在使用的文件在内存开辟一个缓冲区。从内存向磁盘输出数据时，必须首先输出到缓冲区。待缓冲区装满后，再一起输出到磁盘文件。从磁盘文件文件向内存读入数据时，恰好相反，即首先将一批数据读入到缓冲区，再从缓冲区将数据逐一送到程序数据区。
二、文件的打开和关闭函数
（1）文件打开函数
【函数首部】
FILE *fopen(char *filename, char *mode)
【参数】
filename 字符型指针，所指向的字符串是要打开的 “文件名” mode 字符型指针，所指向的字符串是对打开文件规定的 “使用方式” “使用方式” 是由 r、w、a、t、b 和 + 六个字符组成：
如果使用方式中有 b 字符，则针对的是二进制文件如果使用方式中没有 b 字符，则针对的是文本文件如果使用 r 打开一个文件时，则该文件必须已经存在
【功能】按 mode 指定的 “使用方式” 打开 filename 指定的 “文件名” 对应的文件，同时自动地为该文件分配一个内存缓冲区。
【返回值】
若打开文件正确，则返回一个 “文件型” 指针，程序通过该指针获得文件信息，访问文件并进行各种操作。若打开文件出错，则返回值为NULL，其中 NULL 是在头文件 stdio.h 中定义的符号常量，其值为 0 ，含义是 “空” 。
① 库函数 exit() 的具体说明
【函数首部】
void exit([程序状态值])
【功能】关闭已经打开的所有文件，结束程序运行返回操作系统，并将 “程序状态值” 返回给操作系统
当 “程序状态值” 为 0 时，表示程序正常退出当 “程序状态值” 为非 0 时，表示程序出错退出
② 文件使用中各字符的含义
字符含义r (read)读w (write)写a (append)追加t (text)文本文件（可省略不写）b (binary)二进制文件+读和写
③ 文件的使用方式说明
文本类型字符使用方式说明文本文件"r"只读以只读方式打开一个已经存在的文本文件，只允许读取数据，不允许写入数据"r+"读/写以读/写方式打开一个已经存在的文本文件，允许读取和写入数据"w"只写以只写方式打开一个文本文件，只允许写入数据，不允许读取数据： ① 若文件已经存在，则删去原文件的所有内容，然后写入数据 ② 若文件不存在，则自动创建一个新文件后写入数据"w+"读/写以读/写方式打开一个文本文件，允许读取和写入数据： ① 若文件已经存在，则删去原文件的所有内容，然后写入数据 ② 若文件不存在，则自动创建一个新文件后写入数据"a"追加以追加的方式打开一个已经存在的文本文件，只允许写入数据并追加到原文件尾"a+"读/写以读/写方式打开一个文本文件，允许读取数据，也允许写入数据到文件尾： 若文件不存在，则自动创建一个新文件二进制文件"rb"只读以只读方式打开一个已经存在的二进制文件，只允许读取数据，不允许写入数据"rb+"读/写以读/写方式打开一个已经存在的二进制文件，允许读取和写入数据"wb"只写以只写方式打开一个二进制文件，只允许写入数据，不允许读取数据： ① 若文件已经存在，则删去原文件的所有内容，然后写入数据 ② 若文件不存在，则自动创建一个新文件后写入数据"wb+"读/写以读/写方式打开一个二进制文件，允许读取和写入数据： ① 若文件已经存在，则删去原文件的所有内容，然后写入数据 ② 若文件不存在，则自动创建一个新文件后写入数据"ab"追加以追加的方式打开一个已经存在的二进制文件，只允许写入数据并追加到原文件尾"ab+"读/写以读/写方式打开一个二进制文件，允许读取数据，也允许写入数据到文件尾： 若文件不存在，则自动创建一个新文件
（2）文件关闭函数
【函数首部】
int fclose(FILE *fp)
【参数】fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，且指向一个已经打开的文件
【功能】关闭 fp 所指向的文件，同时自动释放分配给该文件的内存缓冲区
【返回值】若正确关闭指定的文件，则返回 0 ；否则返回非 0
（3）标准设备文件的打开和关闭
程序开始运行时，系统自动打开三种标准设备文件，并分别定义了相应的文件型指针, 其中：
stdin 指向标准输入（通常为键盘）：如果程序指定要从 stdin 所指向的文件输入数据，即从键盘输入数据。 stdout 指向标准输出（通常为显示器）：如果程序指定要向 stdout 所指向的文件输出数据，即向显示器输出数据。 stderr 指向标准错误输出（通常为显示器）：三种标准设备文件使用后，不必关闭，因为系统退出时将自动关闭。
① 文件的打开与关闭
C 文件操作用库函数实现，包含在 stdio.h 文件使用方式 ： 打开文件 → 文件读 / 写 → 关闭文件 系统 自动 打开和关闭三个 标准文件 ： 标准输入 ------------- 键盘 stdin 标准输出 ------------- 显示器 stdout 标准出错输出 ------- 显示器 stderr ② 文件的打开（fopen 函数） 【函数原型】 FILE * fopen (char * name , char * mode ) 【调用方式】fopen(" 文件名 " , " 使用文件方式 ") 【示例】 FILE *fp; fp=fopen("d:\\user\\myfile.txt", "r");【返回值】正常打开，返回指向文件结构体的指针；打开失败，返回 NULL FILE *fp; fp=fopen("aa.c", "w"); if(fp==NULL) { printf("File open error!\n"); exit(0); /* 关闭所有文件终止调用 */ }【注意】 r：读方式w：写方式a：追加方式rb / wb / ab：二进制方式+：既可读又可写 字符处理方式指定文件不存在文件存在r只读出错正常w只写建立新文件原内容丢失a追加建立新文件在原内容后追加r+/w+读写出错正常 ③ 文件的关闭（fclose 函数） 【作用】 使文件指针变量与文件 “脱钩” ，释放文件结构体和文件指针 FILE *fp; fp=fopen("a.txt", "r"); fclose(fp);【返回值】用于表示文件是否被正确地关闭，如果文件顺利关闭，该值为0，否则为 -1(EOF) 返回值可以用 ferror 函数测试 三、文件的读/写函数 （1）文件尾测试函数 文件执行读操作时，通常使用 feof() 函数来判断是否到达文件尾如果遇到文件尾，则不能继续读取数据 【函数首部】 int feof(FILE *fp) 【参数】fp 文件型指针，通过 fopen() 函数获得，指向一个已经打开的文件 【功能】判断 fp 所指向的文件是否到达文件尾 【返回值】若遇到文件尾，则返回值是非 0 ；否则，返回值是 0 feof() 函数同时适用于文本文件和二进制文件对二进制文件执行读操作时，必须使用 feof() 函数来判断是否到达文件尾对文本文件执行读操作时，如果遇到文件尾，则返回一个文件结束标志EOF（EOF 是一个符号常量，其值在头文件 stdio.h 中被定义为 -1，含义是 “文件尾”） （2）写字符函数 fputc() 【函数首部】int fputc(char ch, FILE *fp) 【参数】 ch 写到文件中的字符，既可以是字符常量，也可以是字符变量或字符表达式fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，且指向一个已经打开的文件 【功能】将 ch 中的字符写到 fp 所指向文件的当前位置，同时将读/写位置指针后移 1 字节，即指向下一个读/写位置 【返回值】若正确写入字符，则返回刚写入到文件的字符；否则，返回 EOF 本函数主要用于文本文件，也可以用于二进制文件对于文本文件，写入的是单个字符对于二进制文件，写入的是 1 字节数据。当正确地写入一个字符或 1 字节数据后，文件内部的读/写位置指针会后移 1 字节，即指向下一个读/写位置 （3）读字符函数 fgetc() 【函数首部】 int fgetc(FILE *fp) 【参数】fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的文件 【功能】从 fp 所指向文件的当前位置读取一个字符，同时将读/写位置指针后移 1 字节，即指向下一个读/写位置 【返回值】若正确读取字符，则返回读取的单个字符；否则，返回 EOF 文件的读写： 文件打开之后，就可以对它进行读与写的操作了 读／写文件中的 一个字符 ： fputc 函数（putc 函数） fgetc 函数（getc 函数） feof 函数 ① fputc 函数（putc 函数） 【函数原型】 int fputc(int c, FILE *fp) c ：字符常量或变量*fb ：文件指针变量 【功能】把一字节代码 c 写入 fp 指向的文件中 【返值】 正常，返回 c ; 出错，为 EOF （ -1 ） ② fgetc 函数（getc 函数） 【函数原型】 int fgetc(FILE *fp) *fb ：文件指针变量 【功能】从 fp 指向的文件中读取一字节代码 【返值】 返回读到的代码值 ; 读到文件尾或出错为 EOF （ -1 ） ③ feof 函数 【函数原型】 feof(fp) 【功能】 对于二进制文件读取时判断文件是否结束 【返值】结束 -1 ；反之 0 /* 示例：从键盘输入一些字符，逐个把它们送到磁盘上去，直到输入一个 “#” 为止 */ #include #include void main() { FILE *fp; char ch , filename[10]; scanf("%s", filename); if((fp=fopen(filename, "w"))==NULL) { printf("cannot open file\n"); exit(0); } /* 终止程序 */ ch=getchar(); /* 接收执行scanf时最后输入的回车符 */ ch=getchar(); /* 第一个输入的字符被赋给变量ch */ while(ch!='#') { fputc(ch, fp); /* 字符被写入filename表示的文件中 */ putchar(ch); /* 字符被输出到显示器 */ ch=getchar(); } putchar(10); /* 向屏幕输出一个换行符 */ fclose(fp); } /* 关闭文件 */ （4）写字符串函数 fputs() 【函数首部】 int fputs(char *str, FILE *fp) 【参数】 str 字符型指针，可以是一个字符常量，或字符数组名，或字符指针变量名fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的文件 【功能】 把 str 所指向的一个字符串，舍去字符串结束标志符 ‘\0’ 后写入 fp 所指向文件的当前位置同时将读/写位置指针向后移动 strlen（字符串长度）字节 【返回值】若正确写入字符串，则返回写入文件的实际字符数；否则，返回 EOF （5）读字符串函数 fgets() 【函数首部】 char *fgets(char *str, int length, FILE *fp) 【参数】 str 字符型指针，可以是一个字符数组名，或字符指针变量名length 整型，可以是整型常量、变量或表达式fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的文件 【功能】 从 fp 所指向文件的当前位置读入一个字符串，即读取 length-1 个字符，并在尾部自动补充一个字符串结束标志符 ‘\0’ ，组成字符串后存入 str 所指定的内存区；同时，将读/写位置指针后移实际读出的字符个数字节。如果在读取前 n-1 个字符中遇到文件尾 EOF 或回车，则读取结束，并在读取的字符后面补充一个字符串结束标志符 ‘\0’ 组成字符串。 【返回值】若正确读取字符串，则返回 str 对应的地址；否则，返回 NULL /* 示例：从键盘读入字符串存入文件，再从文件读回显示 */ #include void main() { FILE *fp; char string[81]; if((fp=fopen("file.txt", "w"))==NULL) { printf("cann't open file"); exit(0); } while(strlen(gets(string))>0) { fputs(string, fp); fputs("\n", fp); } fclose(fp); if((fp=fopen("file.txt", "r"))==NULL) { printf("cann't open file"); exit(0); } while(fgets(string, 81, fp)!=NULL) fputs(string, stdout); fclose(fp); } （6）写数据块函数 fwrite() 【函数首部】 int fwrite(void *buffer, int size, int count, FILE *fp) 【参数】 buffer 字符型指针，存放写入文件数据类型的起始地址，可以是存放数据的变量地址或数组首地址，也可以是指向某个变量或数组的指针变量。 size 无符号整数，可以是整型常量、变量或表达式，表示从文件写入文件的每个数据所占用的字节数，通常使用表达式 sizeof(数据类型符)。 count 无符号整数，可以是整型常量、变量或表达式，表示要写入文件的数据的个数。 fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的可写文件。 【功能】 将从 buffer 开始的 count 个数据（每个数据占用 size 字节）一次性写入 fp 所指向的文件同时，将读/写位置指针后移 size*count 字节 【返回值】若正确写入数据块，则返回值是 count；否则，返回值是 0 （7）读数据块函数 fread() 【函数首部】 int fread(void *buffer, int size, int count, FILE *fp) 【参数】 buffer 字符型指针，存放从文件中读取数据的起始地址，可以是存放数据的变量地址或数组首地址，也可以是指向某个变量或数组的指针变量size 无符号整数，可以是整型常量、变量或表达式，表示从文件读取的每个数据所占用的字节数，通常使用表达式 sizeof(数据类型符)count 无符号整数，可以是整型常量、变量或表达式，表示从文件中读取数据的个数fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的可读文件 【功能】 从 fp 所指向文件的当前位置开始，一次性读入 count 个数据（每个数据占用 size 字节），并将读入的数据存放到以 buffer 为首地址的内存区同时，将读/写位置指针后移 size*count字节 【返回值】若正确读取数据块，则返回值是 count；否则，返回值是 0 【注意】用 fread() 和 fwrite() 函数进行数据读/写时，必须采用二进制 （8）格式化写函数 fprintf() 【函数首部】int fprintf(FILE *fp, char *format[, argument…]) 【参数】 fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的可写文件format 格式字符串argument 输出列表 【功能】将 argument 的值以 format 指定的格式写入 fp 所指向的文件 【返回值】若正确写入数据，则返回实际输出字符的个数；否则，返回值是负数 （9）格式化读函数 fscanf() 【函数首部】 int fscanf(FILE *fp, char *format[, argument…]) 【参数】 fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的可读文件format 格式字符串argument 输入列表 【功能】根据 format 指定的格式从 fp 所指向文件中读取数据保存至 argument 所指向的内存单元 【返回值】若正确读入数据，则返回值是已读入的数据个数；否则，返回值是 EOF 四、文件的定位函数 （1）文件指针复位函数 【函数首部】 int rewind(FILE *fp) 【参数】fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的文件 【功能】将 fp 所指向文件的位置指针 重置到文件头 ，即把文件的位置指针重新定位到 fp 所指向文件的起始位置 【返回值】 若执行正常，返回值是 0 ；否则，返回值是非 0 ① rewind 函数 【函数原型】 void rewind(FILE *fp) 【功能】重置文件位置指针到文件开头 【返回值】 无 /* 示例：对一个磁盘文件进行显示和复制两次操作 */ #include void main() { FILE *fp1, *fp2; fp1=fopen("c:\\c\\user\\ch4.c", "r"); fp2=fopen("d:\\c\\user\\ch41.c", "w"); while(!feof(fp1)) putchar(fgetc(fp1)); rewind(fp1); while(!feof(fp1)) putc(fgetc(fp1), fp2); fclose(fp1); fclose(fp2); } （2）文件随机定位函数 文件随机定位函数： 文件随机定位函数 fseek() 可以将文件的位置指针移动到文件中的任何一个地方，一般用于二进制。 【函数首部】 int fseek(FILE *fp, long offset, int origin) 【参数】 fp 文件型指针，通过函数 fopen() 获得，指向一个已经打开的文件offset 长整型数据，表示位移量，是从 origin 为起始位置，向后（当位移量>0时）或向前（当位移量 |
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