C语言讲稿第十六讲_c语言完整讲稿第03章

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第十六讲

一、内容概要及重点

1．教学内容：文件（共2学时，本讲2学时）

(1)C文件概述

(2)文件类型指针(3)文件的打开与关闭(4)文件的读写

2．教学目的及要求：

（1）了解c语言文件的概念与类型

（2）了解文件型指针的定义

（3）掌握文件打开与关闭的方法及其意义（4）掌握文件读写函数的使用方法

3．教学重点：

（1）文件的打开与关闭

（2）文件的读写 4．教学难点：

文件的读写

5．主要教学环节的组织：

结合例子、上机、幻灯课件板书掌握文件的概念和用法

二、教学内容

一、C语言文件概述

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。

1、文件与文件名

文件是指存放在外部存储介质上的数据集合。

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[.扩展名] 文件命名规则，遵循操作系统的约定。

2、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。（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。

3、读文件与写文件

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。

4、构成文件的基本单元与流式文件

Ｃ语言将文件看作是由一个一个的字符（ASCII码文件）或字节（二进制文件）组成的。将这种文件称为流式文件。

而在其它高级语言中，组成文件的基本单位是记录，对文件操作的基本单位也是记录。

5、文件类型FILE

系统给每个打开的文件都在内存中开辟一个区域，用于存放文件的有关信息（如文件名、文件位置等）。这些信息保存在一个结构类型变量中，该结构类型由系统定义、取名为FILE。

注意：结构类型名“FILE”必须大写

6、ANSI C的缓冲文件系统

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。

二、文件的打开与关闭

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。Ｃ语言规定了标准输入输出函数库，用fopen()函数打开一个文件，用fclose()函数关闭一个文件。

1、文件的打开──fopen()函数

1．用法： FILE *fopen(“文件名”，“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：对文件操作的库函数，函数原型均在头文件stdio.h中。

（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” “r”（只读）

为输入打开一个文本文件 “w”（只写）

为输出打开一个文本文件 “a”（追加）

为追加打开一个文本文件 “rb”（只读）

为输入打开一个二进制文件 “wb”（只写）

为输出打开一个二进制文件 “ab”（追加）

为追加打开一个二进制文件 “r+”（读写）

为读／写打开一个文本文件 “w+”（读写）

为读／写创建一个文本文件 “a+”（读写）

为读／写打开一个文本文件 “rb+”（读写）

为读／写打开一个二进制文件 “wb+”（读写）

为读／写创建一个二进制文件 “ab+”（读写）

为读／写打开一个二进制文件 说明：

１)打开文件的方式，必须与文件的属性兼容。例如，不能以“w”和“a”方式打开具有“只读”属性的文件。但可以以任何方式打开“隐藏”属性文件。

２)DOS/Windows中，无“只写”文件属性，一个文件可写，同时意味着可读。

３)用带“r”的方式（“r”、“rb”、“r+”、“rb+”）打开文件时，若文件不存在，则返回NULL指针。

４)在Turbo C2.0中，用带“a”或带“w”的方式打开文件时，若文件不存在，则创建该文件。但fopen()函数仍可能因为磁盘写保护或目录满而失败。

５)在Turbo C2.0中，用带“a”或带“w”的方式打开文件时，若文件已存在，“a”方式在原文件后追加数据，“w”方式把原文件删除、并重新创建一个相同名字的文件。

例如，FILE *fp;fp＝fopen(“data.99”，“r”)； 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０）。

为增强程序的可靠性，常用下面的方法打开一个文件： if((fp=fopen(“文件名”,“操作方式”))==NULL){ printf(“can not open this filen”);exit(0);} 关于exit()函数

1）用法：void exit([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０时，表示程序正常退出；非０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Ｃ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）。

2、文件的关闭──fcolse()函数

1．用法： int fclose(FILE *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０；否则，返回值为非０。

例如，fclose(fp)；/*关闭fp所指向的文件*/

三、文件的读写操作

文件打开之后，就可以对它进行读与写的操作了。

1．将一个字符写到文件中──fputc()函数

1）用法：int fputc(字符数据，文件指针);其中“字符数据”，既可以是字符常量，也可以是字符变量。

2）功能：将字符数据输出到“文件指针”所指向的文件中去，同时将读写位置指针向前移动1个字节（即指向下一个写入位置）。

如果输出成功，则函数返回值就是输出的字符数据；否则，返回一个符号常量EOF（其值在头文件stdio.h中，被定义为-1）。

2．从文件中读入一个字符──fgetc()函数和feof()函数

（1）库函数fgetc()1）用法：int fgetc(文件指针);2）功能：从“文件指针”所指向的文件中，读入一个字符，同时将读写位置指针向前移动1个字节（即指向下一个字符）。该函数无出错返回值。

例如，fgetc(fp)表达式，从文件fp中读一个字符，同时将fp的读写位置指针向前移动到下一个字符。

（2）关于符号常量EOF 在对ASCII码文件执行读入操作时，如果遇到文件尾，则读操作函数返回一个文件结束标志EOF（其值在头文件stdio.h中被定义为-1）。

在对二进制文件执行读入操作时，必须使用库函数feof()来判断是否遇到文件尾。

3．库函数feof()：

1）用法：int feof(文件指针);2）功能：在执行读文件操作时，如果遇到文件尾，则函数返回逻辑真（1）；否则，则返回逻辑假（0）。feof()函数同时适用于ASCII码文件和二进制文件。

例如，!feof(input))表示源文件（用于输入）未结束，循环继续。

读／写一个字符串──fgets()和fputs()（1）为增强程序的可靠性，程序中对参数过多的情况，提示出错、并终止程序运行；而遗漏文件名时，提示用户输入。

同时，为增强程序的人机交互性，凡是需要用户输入数据的地方，都设置提示输入的信息；凡是输出数据的地方，都设置输出说明信息。

4．库函数fputs()──向指定文件输出一个字符串

1）用法：int fputs(字符串，文件指针);其中“字符串”可以是一个字符串常量，或字符数组名，或字符指针变量名。

2）功能：向指定文件输出一个字符串，同时将读写位置指针向前移动strlength（字符串长度）个字节。如果输出成功，则函数返回值为０；否则，为非０值。

5．库函数fgets()──从文件中读一个字符串

1）用法：char *fgets(指针，串长度+1，文件指针);2）功能：从指定文件中读入一个字符串，存入“字符数组／指针”中，并在尾端自动加一个结束标志''；同时，将读写位置指针向前移动strlength（字符串长度）个字节。

如果在读入规定长度之前遇到文件尾EOF或换行符，读入即结束。

6．读／写一个数据块──fread()和fwrite()

实际应用中，常常要求1次读／写1个数据块。为此，ANSI 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count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。对文件进行格式化读／写──fscanf()和fprintf()函数 与scanf()和printf()函数的功能相似，区别在于：fscanf()和fprintf()函数的操作对象是指定文件，而scanf()和printf()函数的操作对象是标准输入（stdin）输出（stdout）文件。

int fscanf(文件指针，“格式符”，输入变量首地址表);int fprintf(文件指针，“格式符”，输出参量表);例如，......int i=3;float f=9.80;......fprintf(fp,“%2d,%6.2f”, i, f);......fprintf()函数的作用是，将变量i按%2d格式、变量f按%6.2f格式，以逗号作分隔符，输出到fp所指向的文件中：□3,□□9.80（□表示1个空格）。

读／写函数的选用原则

从功能角度来说，fread()和fwrite()函数可以完成文件的任何数据读／写操作。但为方便起见，依下列原则选用：

（1）读/写1个字符（或字节）数据时：选用fgetc()和fputc()函数。

（2）读/写1个字符串时：选用fgets()和fputs()函数。

（3）读/写1个（或多个）不含格式的数据时：选用fread()和fwrite()函数。

（4）读/写1个（或多个）含格式的数据时：选用fscanf()和fprintf()函数。

三、习题

13．4

综合作业