1、第第1212章章 文文 件件本章学习目标本章学习目标q了解文件的概念。了解文件的概念。q熟练掌握文件类型指针的使用。熟练掌握文件类型指针的使用。q掌握文件的基本操作。掌握文件的基本操作。Return在程序运行时，程序本身和数据一般都存放在内存中。当程序运行结束后，存放在内存中的数据被释放。如果需要长期保存程序运行所需的原始数据，或程序运行产生的结果，就必须以文件形式存储到外部存储介质上。12.1 语言文件概述12.2 文件的打开与关闭12.3 文件的读写12.4 文件定位12.5 文件的出错检测12.1 语言文件概述语言文件概述 1 1文件与文件名文件与文件名 文件是指存放在外部存储介质上的数
2、据集合。为标识一个文件，每个文件都必须有一个文件名，其一般结构为：主文件名主文件名.扩展名扩展名 文件命名规则，遵循操作系统的约定。2 2文件分类文件分类可以从不同的角度对文件进行分类：（1）根据文件的内容，可分为程序文件和数据文件，程序文件又可分为源文件、目标文件和可执行文件。（2）根据文件的组织形式，可分为顺序存取文件和随机存取文件。12.1.1 文件的概念及分类文件的概念及分类（3）根据文件的存储形式，可分为ASCII码文件和二进制文件。ASCII码文件的每1个字节存储1个字符，因而便于对字符进行逐个处理。但一般占用存储空间较多，而且要花费转换时间（二进制与ASCII码之间的转换）。二进
3、制文件是把内存中的数据，原样输出到磁盘文件中。可以节省存储空间和转换时间，但1个字节并不对应1个字符，不能直接输出字符形式。12.1.2 文件的操作流程文件的操作流程 通过程序对文件进行操作，达到从文件中读数据或向文件中写数据的目的，涉及到的操作有：建立文件、打开文件、从文件中读数或向文件中写数、关闭文件等。一般遵循的步骤为：（1）建立/打开文件（2）从文件读取数据或向文件写数据。（3）关闭文件 打开文件是进行文件读写操作之前的必要步骤。打开文件就是将指定的文件与程序联系起来，为下面进行的文件读写做好准备。当为进行写操作而打开一个文件时，如果这个文件不存在，则系统会建立这个文件，并打开它。当为
4、进行读操作而打开一个文件时，文件应该是已经存在的，否则会出错。所谓读文件是指，将磁盘文件中的数据传送到计算机内存的操作。所谓写文件是指，从计算机内存向磁盘文件中传送数据的操作。关闭文件就是取消程序与指定的数据文件之间的联系，表示文件操作的结束。所谓缓冲文件系统是指，系统自动地在内存区为每个正在使用的文件开辟一个缓冲区。从内存向磁盘输出数据时，必须首先输出到缓冲区中。待缓冲区装满后，再一起输出到磁盘文件中。从磁盘文件向内存读入数据时，则正好相反：首先将一批数据读入到缓冲区中，再从缓冲区中将数据逐个送到程序数据区。12.1.3 12.1.3 缓冲文件系统与非缓冲文件系统缓冲文件系统与非缓冲文件系统
5、 1.1.缓冲文件系统缓冲文件系统 所谓所谓“非缓冲文件系统非缓冲文件系统”是指系统不自动开辟是指系统不自动开辟确定大小的缓冲区，而由程序为每个文件设定缓冲确定大小的缓冲区，而由程序为每个文件设定缓冲区。非缓冲文件系统依赖于操作系统，通过操作系区。非缓冲文件系统依赖于操作系统，通过操作系统的功能对文件进行读写，是系统级的输入输出，统的功能对文件进行读写，是系统级的输入输出，它不设文件结构体指针，只能读写二进制文件，但它不设文件结构体指针，只能读写二进制文件，但效率高、速度快。效率高、速度快。在过去使用的在过去使用的C C版本（如版本（如UNIXUNIX系统下使用的系统下使用的C C）支持上述两
6、种对文件处理的方法，但是支持上述两种对文件处理的方法，但是 ANSI C 标准不再包括非缓冲文件系统标准不再包括非缓冲文件系统，因此建议大家最好，因此建议大家最好不要选择它。不要选择它。2.2.非缓冲文件系统非缓冲文件系统 12.1.4 12.1.4 文件指针文件指针 ANSI C为每个被使用的文件在内存开辟一块用于存放上述信息的小区，利用一个结构体类型的变量存放。该变量的结构体类型由系统取名为FILE，在头文件stdio.h中定义如下：typedef structshort level;/*缓冲区“满”或“空”的程度*/unsigned flages；/*文件状态标志*/char fd;/*
7、文件描述符*/unsigned char hold;/*如无缓冲区不读取字符*/short bsize;/*缓冲区的大小*/unsigned char*baffer;/*缓冲区的读写位置*/unsigned char*curp;/*文件读写位置*/unsigned istemp;/*临时文件，指示器*/short token;/*用于有效性的检查*/FILE；在操作文件以前，应先定义文件类型的指针，定义的一般格式：FILE FILE *指针变量标识符指针变量标识符例如：FILE*fp1,*fp2;按照上面的定义，fp1和fp2均为指向结构体类型的指针变量，分别指向一个可操作的文件，换句话说，一
8、个文件有一个文件类型指针，今后对文件的访问，会转化为针对文件类型指针的操作。12.2 12.2 文件的打开与关闭文件的打开与关闭12.2.1 12.2.1 文件的打开文件的打开fopenfopen()()函数函数 1用法：FILE FILE *fopenfopen(“(“文件名文件名”，“操作方式操作方式”););2功能：返回一个指向指定文件的指针。3函数原型：stdio.h。注注：对文件操作的库函数，函数原型均在头文件stdio.h中。后续函数不再赘述。对文件进行操作之前，必须先打开该文件；使用结束后，应立即关闭，以免数据丢失。语言规定了标准输入输出函数库，用fopen()函数打开一个文件，
9、用fclose()函数关闭一个文件。（1）“文件名”是指要打开（或创建）的文件名。如果使用字符数组（或字符指针），则不使用双引号。（2）“操作方式”如表12-2所示。例如，FILE *fp;fpfopen(data.99，r)；3说明（1）如果不能实现打开指定文件的操作，则fopen()函数返回一个空指针NULL（其值在头文件stdio.h中被定义为）。为增强程序的可靠性，常用下面的方法打开一个文件：if(fp=fopenif(fp=fopen(文件名文件名,操作方式操作方式)=)=NULL)NULL)printf printf(can not open this filen);(can no
10、t open this filen);exit(0);exit(0);关于exit()函数1）用法：void exit(void exit(程序状态值程序状态值););2）功能：关闭已打开的所有文件，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”为时，表示程序正常退出；非值时，表示程序出错退出。（2）“r（b）+”与“a（b）+”的区别：使用前者打开文件时，读写位置指针指向文件头；使用后者时，读写指针指向文件尾。（3）使用文本文件向计算机系统输入数据时，系统自动将回车换行符转换成一个换行符；在输出时，将换行符转换成回车和换行两个字符。使用二进制文件时，内存中的数
11、据形式与数据文件中的形式完全一样，就不再进行转换。（4）有些编译系统，可能并不完全提供上述对文件的操作方式，或采用的表示符号不同，请注意所使用系统的规定。（5）在程序开始运行时，系统自动打开三个标准文件，并分别定义了文件指针：1）标准输入文件stdin：指向终端输入（一般为键盘）。如果程序中指定要从stdin所指的文件输入数据，就是从终端键盘上输入数据。2）标准输出文件stdout：指向终端输出（一般为显示器）。3）标准错误文件stderr：指向终端标准错误输出（一般为显示器）。12.2.2 12.2.2 文件的关闭文件的关闭fclosefclose()()函数函数1用法：int fclose
12、int fclose(FILE (FILE *文件指针文件指针););2功能：关闭“文件指针”所指向的文件。如果正常关闭了文件，则函数返回值为；否则，返回值为非。例如，fclose(fp)；/*关闭fp所指向的文件*/12.3 12.3 文件的读写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。下面按文件的性质分类进行操作。针对文本文件和二进制文件的不同性质，对文本文件来说，可按字符读写或按字符串读写；对二进制文件来说，可进行成块的读写或格式化的读写。12.3.1 12.3.1 读写一个字符读写一个字符 C提供fgetc和fputc函数对文本文件进行字符的读写。1.1.读字符函数读字符函
13、数fgetcfgetc fgetc()函数的原型存于stdio.h头文件中，格式为：int fgetc(FILE int fgetc(FILE*fpfp););功能:从指定的文件中读一个字符，并将文件的位置指针移到下一个字符处，如果已到文件尾，函数返回EOF。fgetc()函数调用形式为：字符变量字符变量fgetcfgetc(文件指针文件指针)；例如：ch=fgetc(fp);/*从fp指向的文件中读取一个字符送入ch变量中*/2.2.写字符函数写字符函数fputcfputc fputc()函数的原型为：int fputc(int ch,FILE int fputc(int ch,FILE*f
14、pfp)功能：将字符ch的值写入所指定文件的当前位置处，并将文件指针后移一位。fputc()函数的返回值是所写入字符的值，出错时返回EOF。函数的调用形式：fputcfputc(字符，文件指针字符，文件指针)；例如：/*将字符常量a写入fp所指向的文件中*/【例【例12-112-1】将存放于磁盘的指定文本文件按读写字符方式逐个地从文件读出，然后再将其显示到屏幕上。（采用带参数的main()，指定的磁盘文件名由命令行方式通过键盘给定。）/*exam12_1*/#include stdio.h#include stdlib.hint main(int argc,char*argv)char ch;
15、FILE*fp;int i;（续）（续）if(argctype test.txt I love china!（显示内容）说明从键盘写入的字符已存入文件test.txt中。注意：应转入当前路径后使用type命令，这里假设当前路径是c:tc。可以执行“file”菜单的“OS Shell”菜单项暂时转入DOS命令行方式。2.3.2 2.3.2 读写一个字符串读写一个字符串 C语言提供fgets()和fputs()函数来实现对文件以字符为单位进行读写，由于这两个函数在使用中往往是一次读写一行，所以也称行读写函数。1.1.读字符串函数读字符串函数fgets C提供读字符串的函数原型在stdio.h头文件
16、中，其函数形式为：fgets()函数的调用形式为：功能:从文件指针所指向的文件中读取至多n-1个字符，在读入的最后一个字符后加上串结束标志0，并把它们放入字符数组中。读取过程中如果遇到了换行符或EOF（文件结束符），则读取结束。【例【例12-312-3】从test.txt文件中读入一个含10个字符的字符串。/*exam12_3exam12_3*/#include stdio.h#include stdlib.hint main(void)FILE*fp;/*定义文件指针*/char str11;if(fp=fopen(test.txt,r)=NULL)/*以只读方式打开文件*/printf(c
17、annot open file!n);exit(0);fgets(str,11,fp);printf(“n%sn”,str);/*将字符串输出到屏幕*/fclose(fp);return 0;演示注意：编译时使用“change dir”命令修改工作目录为test.txt所在目录。2.2.写字符串函数写字符串函数fputsfputs C提供写字符串的函数原型在stdio.h头文件中，其函数形式为：int fputs(char int fputs(char*str,FILE str,FILE*fpfp)其调用的一般形式为：fputsfputs(字符串，文件指针字符串，文件指针)；功能：将字符串写入
18、文件指针所指向的文件。操作成功时，函数返回0值，失败返回非零值。【例【例12-412-4】写入多个字符串到磁盘文本文件test.txt。/*exam12_4*/#include stdio.h#include stdlib.h#include string.hint main(void)FILE*fp;char str128;if(fp=fopen(test.txt,w)=NULL)/*打开只打开只写的文本文件写的文本文件*/printf(cannot open file!);exit(0);（续）（续）可以写出test.txt的绝对路径，如：c:examplestest.txt。while(
19、strlen(gets(str)!=0)/*若串长度为零，则结束若串长度为零，则结束*/fputs(str,fp);/*写入串写入串*/fputs(n,fp);/*写入回车符写入回车符*/fclose(fp);/*关文件关文件*/return 0;Hello!How do you do Good-bye!c:tctype test.txt Hello!How do you doGood-bye!运行后输入用type命令验证结果注意：应转入当前路径后使用type命令。演示12.3.3 读写一个数据块读写一个数据块fread()和和fwrite()实际应用中，常常要求1次读写1个数据块。为此，AN
20、SI C 标准设置了 fread()和fwrite()函数。1用法：int fread(void*buffer，int size，int count，FILE*fp)；int fwrite(void*buffer，int size，int count，FILE*fp)；2功能：fread()从fp所指向文件的当前位置开始，一次读入size个字节，重复count次，并将读入的数据存放到从buffer开始的内存中；同时，将读写位置指针向前移动size*count个字节。其中，buffer是存放读入数据的起始地址（即存放何处）。fwrite()从buffer开始，一次输出size个字节，重复coun
21、t次，并将输出的数据存放到fp所指向的文件中；同时，将读写位置指针向前移动size*count个字节。其中，buffer是要输出数据在内存中的起始地址（即从何处开始输出）。如果调用fread()或fwrite()成功，则函数返回值等于count。fread()和fwrite()函数，一般用于二进制文件的处理。【例【例12-512-5】向磁盘写入格式化数据，再从该文件读出显示到屏幕。/*exam12_5exam12_5*/#include stdio.h#include stdlib.hint main(void)FILE*fp1;int i;struct stu/*定义结构体*/char na
22、me15;char num6;float score2;student;if(fp1=fopen(test.txt,wb)=NULL)/*以二进制只写方式打开文件*/printf(cannot open file);exit(0);（续）printfprintf(input data:n);(input data:n);for(i=0;i2;i+)for(i=0;i2;i+)scanfscanf(%s%s%f%f,student.name,student.num,(%s%s%f%f,student.name,student.num,&student.score0,&student.score1
23、);/&student.score0,&student.score1);/*输入一记录输入一记录*/fwrite(&student,sizeoffwrite(&student,sizeof(student),1,fp1);/(student),1,fp1);/*成块写入文件成块写入文件*/fclosefclose(fp1);(fp1);if(fp1=fopen(test.txt,rbif(fp1=fopen(test.txt,rb)=NULL)=NULL)/*重新以二进制只读打开文件重新以二进制只读打开文件*/printfprintf(cannot open file);(cannot ope
24、n file);exit(0);exit(0);（续）（续）printfprintf(output from file:n);(output from file:n);for(i=0;i2;i+)for(i=0;i2;i+)fread(&student,sizeof fread(&student,sizeof(student),1,fp1);/(student),1,fp1);/*从文件成块从文件成块读读*/printfprintf(%s%s%7.2f%7.2fn,student.name,student.num,(%s%s%7.2f%7.2fn,student.name,student.nu
25、m,student.score0,student.score1);/student.score0,student.score1);/*显示到屏幕显示到屏幕*/fclosefclose(fp1);(fp1);return 0;return 0;input data:xiaowan j001 87.5 98.4 xiaoli j002 99.5 89.6 output from file:xiaowan j001 87.50 98.40 xiaoli j002 99.50 89.60 运行情况：演示12.3.4 对文件进行格式化读写对文件进行格式化读写 前面的程序设计中，我们介绍过利用scanf(
26、)和printf()函数从键盘格式化输入及在显示器上进行格式化输出。对文件的格式化读写就是在上述函数的前面加一个字母f成为fscanf()和fprintf()。其函数原型为：int fscanf(FILE int fscanf(FILE*stream,char stream,char*format,argformat,arg_list)_list)int fprintf(FILE int fprintf(FILE*stream,char stream,char*format,argformat,arg_list)_list)这两个函数的一般调用形式为：fscanffscanf(文件指针，格式控
27、制串，输入地址表列文件指针，格式控制串，输入地址表列)；fprintffprintf(文件指针，格式控制串，输出表列文件指针，格式控制串，输出表列)；在使用上与标准的输入输出函数相同，只是fscanf()和fprintf()的输入输出是对文件进行。其实scanf()和printf()从广义上讲也是对文件进行，操作对象是对标准输入（stdin）输出（stdout）文件。【例【例12-612-6】将一些格式化的数据写入文本文件，再从该文件中以格式化方法读出显示到屏幕上，其格式化数据是两个学生记录，包括姓名、学号、两科成绩。/*exam12_6exam12_6*/#include stdio.h#i
28、nclude stdlib.hint main(void)FILE*fp;int i;struct stu/*定义结构体类型*/char name15;char num6;float score2;student;/*说明结构体变量*/（续）if(fp=fopen(test.txt,w)=NULL)/*以文本只写方式打开文件*/printf(cannot open file);exit(0);printf(input data:n);for(i=0;i时）或后（当位移量时）移动的字节数。在ANSI C标准中，要求位移量为long int型数据。fseekfseek()()函数一般用于二进制文件
29、函数一般用于二进制文件。12.4.3 12.4.3 返回文件当前位置的函数返回文件当前位置的函数ftellftell()()由于文件的位置指针可以任意移动，也经常移动，往往容易迷失当前位置，ftell()就可以解决这个问题。1用法：long ftelllong ftell(文件指针文件指针););2功能：返回文件位置指针的当前位置（用相对于文件头的位移量表示）。如果返回值为-1L，则表明调用出错。例如:offset=ftell(fp)；i f(o f f s e t=-1L)printf(“ftell()errorn”)；12.5 出错检测出错检测 12.5.1 12.5.1 ferrorfe
30、rror()()函数函数 在调用输入输出库函数时，如果出错，除了函数返回值有所反映外，也可利用ferror()函数来检测。1用法：int ferrorint ferror(文件指针文件指针)；2功能：如果函数返回值为0，表示未出错；如果返回一个非0值，表示出错。（1）对同一文件，每次调用输入输出函数均产生一个新的ferror()函数值。因此在调用了输入输出函数后，应立即检测，否则出错信息会丢失。（2）在执行fopen()函数时，系统将ferror()的值自动置为0。12.5.2 12.5.2 clearerrclearerr()()函数函数1用法：void clearerrvoid clearerr(文件指针文件指针)；2功能：将文件错误标志（即ferror()函数的值）和文件结束标志（即feof()函数的值）置为0。对同一文件，只要出错就一直保留，直至遇到clearerr()函数或rewind()函数，或其它任何一个输入输出库函数。作业与实验作业：习题十二？上机操作：实验十二Return
