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1、C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,C语言程序设计第9章 文件程序设计,C语言程序设计（第3版）张 磊 编著 21世纪高等学校规划教材 清华大学出版社,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,第9章 文件程序设计,9.1 文件概述 9.2 文件的基本操作9.3 文件的数据块读写操作 9.4 文件的其他操作9.5 文件应用举例,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1 文件概述,9.1.1 文件的概念9.1.2 文件的分类9.1.3 文件的一般操作过程9.1.4 文件的指针,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.1 文件的概念,文件是计
2、算机中的一个重要概念，通常是指存储在外部介质上的信息的集合。存储程序代码的文件称为程序文件，存储数据的文件称为数据文件。另外，C语言把输入输出设备也视为一类特殊的文件。计算机对文件的操作总体上分成输入和输出两大类，对文件的输人输出（I/0）过程是通过操作系统进行管理的。C语言程序对文件的处理是通过标准函数库中的文件操作函数实现的，使用这些函数，可以简单、高效、安全地访问外部数据。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.1 文件的概念,1设备文件在C语言中，所有的外部设备均被作为文件对待，这种文件称为设备文件。对外部设备的输人输出处理就是读写设备文件的过程。2文件缓冲区在程序
3、的运行过程中，程序要将保存在内存中的数据写入磁盘，首先要建立一个“输出文件缓冲区”，这个缓冲区是一个连接计算机内存数据与外存文件的桥梁，当向文件输出数据时，准备输出的数据先写入文件缓冲区，等文件缓冲区填满后再输出到文件中。这一过程称为“写文件”，是数据输出过程。与“写文件”过程相对的是要将保存在文件中的数据装入内存。首先要建立一个“输入文件缓冲区”，当从文件中输入数据时，也是把读入的数据先写入文件缓冲区，等文件缓冲区数据装满之后再整个送给程序。这一过程称为“读文件”，是数据输入过程。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.1 文件的概念,使用缓冲区的文件读、写示意图,C语言
4、程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.2 文件的分类,以ASCII码字符形式存储的文件称为文本文件，又叫ASCII文件。例如用高级程序语言编写的程序文件是文本文件，用Windows“记事本”程序创建的文件也是文本文件。文本文件是一种字符流文件，文本文件的一个字符就是一个字节，因而方便了字符的处理，不过文本文件一般要占用较大的存储空间。,二进制文件是按照数据在内存中的字节序列形成的字节流文件。例如C程序的目标文件（扩展名为obj）和可执行文件（扩展名为exe）都是二进制文件。在二进制文件中，字节信息与实际的数据位并不一一对应，因此，若直接显示二进制文件内容时，用户看到的是一些不能识
5、别的字符。,文本文件,二进制文件,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.3 文件的一般操作过程,使用文件的一般步骤打开文件操作文件关闭文件打开文件：建立用户程序与文件的联系，系统为文件开辟文件缓冲区。操作文件：是指对文件的读、写、追加和定位操作。读操作：从文件中读出数据，即将文件中的数据输入到计算机内存。写操作：向文件中写入数据，即将计算机内存中的数据输出到文件。追加操作：将新的数据写到文件原有数据的后面。定位操作：移动文件读写位置指针。关闭文件：切断文件与程序的联系，将文件缓冲区的内容写入磁盘，并释放文件缓冲区。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.1.
6、4 文件的指针,文件型指针变量的定义FILE*变量名;例如：FILE*p;注意：由于文件类型FILE在头文件stdio.h中定义，所以在使用FILE类型前必须先打开stdio.h文件。如果需要对某一个文件进行读写操作，必须首先要指定指向它的文件指针。只有通过文件指针，才能调用相应的文件。当程序需要同时处理多个文件时，则需要说明多个FILE型的指针变量，使它们分别指向多个不同的文件。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2文件的基本操作,9.2.1 打开和关闭文件9.2.2 最基本的文件读写函数,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.1 打开和关闭文件,打开
7、文件操作是使用文件的第一个步骤，而关闭文件操作则是使用文件的最后一个步骤。C语言系统分别使用fopen()函数和fclose()函数实现文件的打开和关闭操作。1文件打开函数fopen()fopen()函数用来实现打开文件，它解决如下3个问题：指定要打开的文件名；指定文件的使用方式，如是读文件还是写文件等；为打开的文件指定一个指针变量，以便使用这个指针变量对文件进行访问。fopen()函数的调用方式FILE*fp;fp=fopen(文件名,使用文件的方式);例如:fp=(example.txt,r);表示要打开的文件名为example.txt，使用文件的方式是“r”方式，文件指针是fp。,C语言
8、程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.1 打开和关闭文件,文件使用方式,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.1 打开和关闭文件,2关闭文件函数fclose()fclose()函数的一般格式fclose(文件指针);功能关闭“文件指针”所指向的文件，释放打开文件时使用的结构体变量，断开文件指针与文件的联系。例如：fclose(fp);,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,1fputc()函数一般形式fputc(ch,fp);功能将字符（ch的值）输出到fp所指向的文件中。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学
9、出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,例9-1使用fputc()函数在屏幕显示一个字符串。/*program e9-1.c*/#includevoid main()char*p=This is a example.;while(*p!=0)fputc(*p+,stdout);,设备文件,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,例9-2 把从键盘输入的一个字符串写入到磁盘文件example.txt中。/*program e9-2.c*/#includevoid main()char ch;FILE*fp;fp=fopen(example.txt,w);
10、printf(Enter a string:);while(ch=getchar()!=n)fputc(ch,fp);fclose(fp);,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,2fgetc()函数从指定文件读入一个字符，该文件必须是以读或读写方式打开的。通常使用如下的形式调用fgetc()函数ch=fgetc(fp);其中，fp为文件型指针变量，ch为字符变量。正常情况下fgetc()函数的返回值是从文件中读出的一个字符。当打开文件并立即使用fgetc()读文件时，fgetc()函数从文件开始位置读取一个字符。每读取一个字符后，文件的位置指针后移
11、一个字符位置。若当前读取的是文本文件，当遇到文件结束标志时，fgetc()函数的返回值为EOF。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,例9-3 使用fgetc()函数输出文件example.txt的内容。/*program e9-3.c*/#includevoid main()char ch;FILE*fp;fp=fopen(example.txt,r);while(ch=fgetc(fp)!=EOF)putchar(ch);fclose(fp);,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.2.2最基本的文件读写函数,例9-4 使用fe
12、of()进行文件读取控制，输出文件example.txt的内容。,/*program e9-4.c*/#includevoid main()FILE*fp;if(fp=fopen(example.txt,r)=NULL)printf(file can not open!n);exit(1);while(!feof(fp)putchar(fgetc(fp);fclose(fp);,判断被读取的文件是否已经读完。当未遇文件结束标志时，feof()的值是0，否则feof()的值是1。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3文件的数据块读写操作,9.3.1 fwrite()函数9.3
13、.2 fread()函数,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3.1 fwrite()函数,fwrite()函数的功能是把内存中的一些数据块写到指定的文件中。一般调用形式fwrite(buffer,size,count,fp);其中：fp是接受数据的文件指针；buffer是数据块的内存首地址，通常是指针变量名、数组名等；size是一个数据块的字节数（即数据块的大小）；count是执行一次fwrite()函数从内存输出到fp文件的数据块数目。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3.1 fwrite()函数,例9-5 从键盘上输入一批学生数据，然后以“stu_
14、list”文件名存储到磁盘上。,/*program e9-5.c*/#include#define N 4struct student_type char name10;int num;int score;stud;,void main()int i;FILE*fp;if(fp=fopen(stu_list,wb)=NULL)printf(Can not open filen);exit(1);printf(Input data,please!n);for(i=0;iN;i+)scanf(%s%d%d,stud.name,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3.2 fread
15、()函数,fread()函数把指定文件中的一个数据块读到内存中。一般调用形式fread(buffer,size,count,fp);其中：fp是读取数据的文件指针；buffer是接受文件数据的内存首地址，通常是指针变量名、数组名等；size是一个数据块的字节数（即数据块的大小）；count是执行一次fread()函数读取的数据块的数目。,例9-6 将上述stu_list文件的内容显示在屏幕上。,/*program e9-6-1.c*/#include#define N 4struct student_typechar name10;int num;int score;stud;void mai
16、n()int i;FILE*fp;if(fp=fopen(stu_list,rb)=NULL)printf(Can not open file.n);exit(1);for(i=0;iN;i+)fread(,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.3.2 fread()函数,再如，设有如下定义：struct student_type char name10;int num;int age;stud40;其中，结构体数组stud的每一个元素用来存放一个学生的有关数据，假设学生的数据已存放在磁盘文件中，且该文件已打开，并由fp指向，则可以用下面的语句把文件中前40个学生的数据输入到结
17、构体数组stud中：for(i=0;i40;i+)fread(,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4 文件的其他操作,9.4.1 文件的格式化读写9.4.2 文件的随机读写操作9.4.3 ftell()函数9.4.4 文件的字符串操作,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.1 文件的格式化读写,1文件的格式化读操作由fscanf()函数实现，从指定的文件中，按照说明的格式向变量提供数据。一般使用格式fscanf(fp,格式字符串,输入表列);其中fp是文件指针“格式字符串”和“输入表列”与scanf()函数的相关内容相同。例如：fscanf(fp,“%d
18、”,该语句将磁盘文件中的数据送给变量m，其中的磁盘文件由fp指向。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.1 文件的格式化读写,2文件的格式化写操作由fprintf()函数实现，将指定变量的值按照一定的格式写到指定的文件中。一般使用格式fprintf(fp,格式字符串,输出表列);说明：fp是要写入数据的文件指针。“格式字符串”和“输出表列”与printf()函数的相关内容形同。例如：fprintf(fp,%d,m);该语句将整型变量m按%d格式输出到fp指向的文件中。,例9-7从键盘输入一个字符串和一个十进制整数，将它们写入test文件中，然后再从test文件中读出并显示
19、在屏幕上。,/*program e9-7.c*/#includevoid main()char s100;int a;FILE*fp;if(fp=fopen(test,w)=NULL)printf(file open error.n);exit(0);fscanf(stdin,%s%d,s,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2文件的随机读写操作,1fseek()函数功能：改变文件位置指针。调用形式fseek(fp,offset,position);其中：fp为文件型指针；文件位置指针的定位由参数offset和position共同确定。position规定指针定位时的基准
20、位置，offset规定文件位置指针离开基准位置的偏移量，它的单位是字节。position的值用整常数表示,取值范围是0、1、2三个数之一，其意义如下：0：表示基准位置为文件的开头位置；1：表示基准位置为文件的当前位置；2：表示基准位置为文件的结尾位置，该位置在文件内容的最后一个字节之后。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2 文件的随机读写操作,fseek()函数调用的实例：fseek(fp,50L,0);将位置指针移到文件头起始第50个字节处fseek(fp,100L,1);将位置指针从当前位置向文件尾方向移动100个字节fseek(fp,-20L,2);将位置指针从
21、文件末尾向文件头方向移动20个字节,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2 文件的随机读写操作,例9-8 在例9-6中建立了学生数据文件stu_list，将其中第3个学生的成绩修改为97。,/*program e9-8.c*/#includestruct student_type char name10;int num;int score;stud;,void main()int i,size;FILE*fp;size=sizeof(struct student_type);if(fp=fopen(stu_list,rb+)=NULL)printf(file open e
22、rror.n);exit(1);fseek(fp,2*size,0);fread(,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2 文件的随机读写操作,2.rewind()函数作用：将文件位置指针复位。调用形式rewind(fp);其中：fp为文件型指针。执行rewind()函数后，对于fp指向的文件，不管当前的文件位置指针在何处，都使它复位到文件的开始位置。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.2 文件的随机读写操作,例9-9 在屏幕上显示文件e9-6-2.c的内容，并将该文件复制为文件e9-6-3.c。#includevoid main()FILE*fp
23、1,*fp2;fp1=fopen(e9-6-2.c,r);fp2=fopen(e9-6-3.c,w);while(!feof(fp1)putchar(fgetc(fp1);rewind(fp1);while(!feof(fp1)fputc(fgetc(fp1),fp2);fclose(fp1);fclose(fp2);,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.3 ftell()函数,ftell()函数用于获取文件位置指针，其调用形式如下：ftell(fp);其中：fp为文件指针。ftell()函数的返回值是fp所指向文件的当前读写位置，该值是一个长整型数，是位置指针从文件开始
24、处到当前位置的位移量的字节数。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.3 ftell()函数,例9-10 新建data.txt文件，检查文件位置指针值；然后将字符串Beijing 2008写入文件中，再检查文件位置指针的值。#include stdio.hmain()FILE*fp;long position;fp=fopen(data.txt,w);position=ftell(fp);printf(position=%ldn,position);fprintf(fp,Beijing 2008);position=ftell(fp);printf(position=%ld
25、n,position);fclose(fp);,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.4 文件的字符串操作,1fgets()函数一般调用形式fgets(buffer,n,fp);作用从fp指向的文件中读取n-1个字符，然后存储到以buffer为首地址的的内存空间中，通常buffer是一个指针变量名、数组名等。如果在读入 n-1个字符的过程中遇到换行符或EOF，读入即结束。字符串读入后在最后加一个0字符作为字符串结束标志。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.4 文件的字符串操作,2fputs()函数调用形式fputs(buffer,fp);作用将内存b
26、uffer中的字符串写到fp指向的文件中，buffer可以是一个字符串常量，也可以是字符串的首地址。,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.4.4 文件的字符串操作,例9-11 将字符串Visual C+和Visual basic依次存入文件text中，然后将第一个字符串读出并显示出来。#includevoid main()FILE*fp;char string20;fp=fopen(text,w+);fputs(Visual C+n,fp);fputs(Visual basicn,fp);rewind(fp);fgets(string,20,fp);puts(string);
27、fclose(fp);,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.5 文件应用举例,9.5.1文件复制9.5.2 存储在文件中的学生成绩排序,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.5.1 文件复制,例9-12 设计一个程序，实现任意文本文件的复制。问题分析与算法设计 由于源文件是任意的，所以源文件名应通过键盘输入；同样，生成的目标文件名也应由键盘输入。源文件以只读方式打开，目标文件以写方式打开。从第一个字符开始，顺序逐字符读出源文件，每读出一个字符，立即写入目标文件中，使用feof()函数判断源文件的结束状态。,实现程序,#includevoid main()cha
28、r ch,source20,target20;FILE*fp_s,*fp_t;printf(Enter the source filename:);scanf(%s,source);printf(Enter the target filename:);scanf(%s,target);if(fp_s=fopen(source,r)=NULL)printf(Cannot open source file.n);exit(1);if(fp_t=fopen(target,w)=NULL)printf(Cannot open target file.n);exit(1);while(!feof(fp_
29、s)fputc(fgetc(fp_s),fp_t);fclose(fp_s);fclose(fp_t);,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,9.5.2 存储在文件中的学生成绩排序,例9-13 在例9-5中，我们建立了一个stu_list文件。编写程序，对该文件的内容按照学习成绩降序排序后显示出来。问题分析与算法设计 定义struct student_type类型的结构体数组stud。以只读方式打开stu_list文件，将文件内容读出后存储到stud数组中。对stud数组按score成员进行降序排序。输出stud数组。,实现程序,C语言程序设计（第3版）张磊编著 清华大学出版社,
30、小 结,(1)文件是计算机中的一个重要概念。C语言中的文件分为设备文件和磁盘文件两类，磁盘文件进一步分为ASCII码文件和二进制文件。打开文件是使用文件的第一步操作，使用fopen()函数实现，关闭文件是使用文件的最后一步操作，使用fclose()函数实现。(2)任何打开的文件都对应一个文件指针，文件指针的类型是FILE型，它是在stdio.h中预定义的一种结构体类型。文件指针和文件使用方式是文件操作的重要概念，任何一个文件被打开时必须指明它的读写方式。(3)文件操作都是由函数实现的，fgetc()和fputc()函数用于文件的字符读写，fread()和fwrite()函数用于文件的数据块读写，fgets()和fputs()用于文件的字符串读写，fseek()和rewind()函数用于文件随机读写定位，feof()函数用于文件结束状态测试。,
