第六章 文件.doc

第6章文 件主要内容：C文件类型、文件打开方法和打开方式，文件读写、文件定位、出错检测等文件操作方法。教学要求：n 掌握C文件类型指针，文件的打开和关闭操作。n 熟练掌握文件读写等常用操作。n 学会使用文件进行程序设计。6.1 C文件概述所谓“文件”是指一组相关数据的有序集合。这个数据集有一个名称，叫做文件名。实际上在前面的各章中我们已经多次使用了文件，例如源程序文件、目标文件、可执行文件、库文件(头文件)等。文件通常是驻留在外部介质(如磁盘等)上的，在使用时才调入内存中来。从不同的角度可对文件作不同的分类。从用户的角度看，文件可分为普通文件和设备文件两种。普通文件是指驻留在磁盘或其它外部介质上的一个有序数据集，可以是源文件、目标文件、可执行程序；也可以是一组待输入处理的原始数据，或者是一组输出的结果。对于源文件、目标文件、可执行程序可以称作程序文件，对输入输出数据可称作数据文件。设备文件是指与主机相联的各种外部设备，如显示器、打印机、键盘等。在操作系统中，把外部设备也看作是一个文件来进行管理，把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。通常把显示器定义为标准输出文件，一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出文件输出。如前面经常使用的printf,putchar函数就是这类输出。键盘通常被指定标准的输入文件，从键盘上输入就意味着从标准输入文件上输入数据。scanf,getchar函数就属于这类输入。从文件编码的方式来看，文件可分为ASCII码文件和二进制码文件两种。ASCII文件也称为文本文件，这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节，用于存放对应的ASCII码。ASCII码文件可在屏幕上按字符显示，例如源程序文件就是ASCII文件，用DOS命令TYPE可显示文件的内容。由于是按字符显示，因此能读懂文件内容。二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。二进制文件虽然也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂。C系统在处理这些文件时，并不区分类型，都看成是字符流，按字节进行处理。输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。因此也把这种文件称作“流式文件”。本章讨论流式文件的打开、关闭和读、写等各种操作。6.1.1文件指针文件指针在语言中用一个指针变量指向一个文件，这个指针称为文件指针。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。定义说明文件指针的一般形式为：FILE *指针变量标识符;其中FILE应为大写，它实际上是由系统定义的一个结构，该结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。在编写源程序时不必关心FILE结构的细节。例如：FILE *fp；表示fp是指向FILE结构的指针变量，通过fp即可找存放某个文件信息的结构变量，然后按结构变量提供的信息找到该文件，实施对文件的操作。习惯上也笼统地把fp称为指向一个文件的指针。文件的打开与关闭文件在进行读写操作之前要先打开，使用完毕要关闭。所谓打开文件，实际上是建立文件的各种有关信息，并使文件指针指向该文件，以便进行其它操作。关闭文件则断开指针与文件之间的联系，也就禁止再对该文件进行操作。FILE类型定义于头函数stdio.h中。因此凡是与文件有关的程序，须包括头文件stdio.h。6.1.2文件的打开方式C语言对文件操作时必须先声明对文件的操作方式（如新建、打开、追加等）和文件的类型。文件打开方式见表6-1所示。表6-1 C文件打开方式文件打开方式含 义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）向文本文件尾追加数据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）向二进制文件尾追加数据r+ （读写）为读/写打开一个文本文件w+ （读写）为读/写建立一个新文本文件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/写建立一个新二进制文件ab+（读写）为读/写打开一个二进制文件 注意凡文件打开方式后带“b”，表示文件是二进制文件；操作方式后带“+”，表示可读可写。r、w、a可以加上文本文件类型符t，写为rt、wt、at。6.2文件操作步骤与函数6.2.1 C文件操作函数C语言对文件操作可概括为三步：打开、使用、关闭。1. 打开文件文件打开使用fopen函数，一般打开文件所使用的代码为： FILE *fp; /* 定义文件指针 */ if(fp=fopen(文件名,文件使用方式)=NULL) printf(cannot open this filen);exit(0); 文件打开函数fopen()，告诉系统要打开的文件名、打开方式、打开的文件与哪一个文件指针相联系。至于加if判断，是为了做到“万无一失”，如当磁盘没有空间时，指针fp值为空NULL，则系统由exit(0)退出，程序不再往下执行。NULL在stdio.h中被定义为0，代表空指针。例如，可以用下边两行打开一个文本文件name.txt： FILE *fp; fp=fopen(name.txt,w);如果name.txt已存在，则打开，不存在则建立该文件。2. 关闭文件 fclose(文件指针);如fclose(fp);在对文件操作完毕后可关闭fp所执行的文件。 注意文件使用后必须关闭，其作用是将文件缓冲区的数据一次性写盘，否则将造成数据丢失！fclose()函数一次只能关闭一个文件。3文本文件读写函数C语言提供了较多的函数对文件内容进行读写，但是读者在使用时须区分文件是文本文件，还是二进制文件。前者多用于字符串的格式，后者多用于数值的格式。对以下各格式，设有定义：char ch,str80;int size,n,buffer20;FILE *fp;以下是常见的文件操作函数：l ch=fgetc(fp); 功能：从指定文件读取一个字符赋给内存变量ch。 l fgets(str,n,fp); 功能：从指定文件读出n-1个字符（串），将其首地址赋给变量str，并在串后自动加0。如：fgets(name,10,fp);表示从fp指向的文件中读取9个字符，赋给字符数组name。l fputc(ch,fp);功能：将内存中字符变量ch值写到文件fp中。如：fputc(k,fp);将字符k写到fp指定的文件中。l fputs(str,fp);功能：将内存中字符串str各字符写到文件fp中。如：fputs(china,fp);将字符串china写到fp指定的文件中。4数据文件读写函数l fscanf(文件指针,格式字符串,输入列表);功能：从文件按指定格式（类型）读入数据，放于对应的内存变量中。 如：fscanf(fp,%d,%f,&x,&y); 表示分别以int、float类型从fp指定的文件中读入两个数，放于内存变量x、y中。l fread(buffer,size,count,fp); 功能：从fp指向的文件中读count次（每次读size字节）数据项，放于内存buffer开始的地址中。执行成功，返回count。如：fread(float xx20,4,10,fp); 从fp指向的文件中读10个实数放于xx数组中。l fprintf(文件指针,格式字符串,输出项);功能：按指定格式（类型）将输出项值写到文件fp中。如：fprintf(fp,%d,%f,x,y);将内存变量x、y分别以int、float格式写到fp文件中。l fwrite(buffer,size,count,fp);功能：将内存buffer地址开始的count个数据项写往文件fp中。size为一个数据所占的字节数。执行成功，返回count。如：fwrite(xx,4,10,fp);表示将xx数组中10个实数写往fp指向的文件，每个数占4字节。至此，我们介绍了8个读写函数，初学者往往不知什么时候选用什么函数。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。 提醒为方便起见，建议按下列原则选用函数：(1) 读/写1个字符（或字节）数据时：选用fgetc()、fputc()。(2) 读/写1个字符串时：选用fgets()、fputs()。(3) 读/写1个（或多个）不含格式的数据时：选用fread()、fwrite()。(4) 读/写1个（或多个）含格式的数据时：选用fscanf()、fprintf()。5判断文件读取结束函数feof(文件指针);功能：判断指针是否指向文件尾。若文件指针已经指到文件尾，则feof(fp)为1（真）,否则feof(fp)为0（假）。 技巧判断某文件（二进制文件或文本文件）内容是否读完，常用到下面的语句格式： while(!feof(fp) ch=fgetc(fp); /*读取*/. /*其它操作/* 对文本文件，还可用下边的格式：while(ch=fgetc(fp)!=EOF) . 其中，EOF是一个常量，在头文件stdio.h内被定义为-1，代表文件结束符。6文件定位 对文件内容的读写，可以是顺序的，也可以随机的。当需要读写文件中任意位置的数据时，可用rewind()、 fseek()函数改变文件指针的值，从而使之指向不同的位置。l rewind(文件指针);功能：文件指针返回到文件开头。如rewind(fp); l fseek(文件指针,位移量，起始点); 对二进制文件，将文件指针从起始点开始移动指定的偏移量处。该函数主要用于从文件中随机读取数据。起始点值为：0表文件开始；1表文件当前位置；2表文件末尾。如fseek(fp,100L,0);将文件指针后移到距文件头100个字节处。fseek(fp,50L,1);将文件指针移到距当前位置50个字节处。fseek(fp,-10L,2);将文件指针指到从文件尾向后退10个字节处。6.2.2 文件程序阅读【例6-1】 从键盘上输入一组字符串，每个字符串用回车结束，输入空串表示输入结束。再将这些字符串写入到一个文本文件test1.txt中，然后用记事本打开这个文本文件查看输入的字符串内容。#include stdio.h /*文件操作头文件*/main() FILE *fp; char p80; /*每个字符串输入长度应该80个字符内*/ printf(input string: n); fp=fopen(test1.txt,w); /*打开文件*/ while(1) gets(p); /*输入字符串*/ if(strlen(p)=0) break; /*空串结束*/ fputs(p,fp); /*写字符串*/ fputc(n,fp); /*加入回车符*/ fclose(fp); /*关闭文件*/程序分析与解释：test1.txt文件在哪里？它和程序文件在同一个地方。如果先将程序存盘到指定地方，自然容易找到，倘若没有将程序存盘，那么它和默认程序noname.c在同一个地方。本程序使用的是写字符串函数fputs(p,fp)，也可以使用写字符函数fputc(p,fp)，将程序中写字符串一行换为如下语句行： for(j=0;jstrlen(p);j+) fputc(*(p+j),fp); /*写字符串*/【例6-2】 从磁盘文本文件中读入文本，然后显示在屏幕上。#include stdio.hmain() FILE *fp;char q80,*p=q,f80,ch;printf(text file name: );gets(f);fp=fopen(f,r);while(!feof(fp) ch=fgetc(fp); /*读一个字符*/ if(ch=n) *p=0;puts(q);p=q;/*遇回车符*/ else *p+=ch;fclose(fp);getch();程序分析与解释：对于任意的文本文件，如果事先不知道文字段有多长，从文件中读取文本时只能一个一个字符地读。本程序能读的文本文件和每个文字段都可以较长。如果是中西文的混合文字，若一个地方的半角字符个数是奇数时会出现乱码。程序中操作的文件名采取从键盘输入的方法，倘若该文件在默认目录内，直接输入文件名就行了，如果该文件不在默认目录内，则要加入文件的路径。【例6-3】 一维数组数据的写读。#include time.h#include stdlib.h#include stdio.h#define N 20main() int aN,bN,i,*p=b; FILE *fp; randomize(); for(i=0;iN;i+) ai=10+random(90); for(i=0;iN;i+) printf(%dt,ai); printf(n); fp=fopen(data1.dat,wb); for(i=0;iN;i+) fprintf(fp,%d,ai); /*写数据*/ fclose(fp); fp=fopen(data1.dat,rb); while(!feof(fp) fscanf(fp,%d,p+); /*读数据*/ fclose(fp); for(i=0;iN;i+) printf(%dt,bi);getch();程序分析与解释：程序先将数组a中数据写到数据文件中，然后再将数据文件中的数据读入到数组b中，两个数组中的数据都显示在屏幕上，如果显示内容相同，表示程序运行正确。写盘时数据与数据之间的分隔方式有三种：等宽分隔、逗号分隔、空格分隔，程序中用的是逗号分隔。但不管用哪种分隔方式，写盘和读盘必须相一致，否则不能正确读取。程序使用的是单数据写读函数，也可以采用块数据写读函数，将程序中写数据行和读数据行换用如下语句：写数据行：fwrite(a,2,20,fp);读数据行：fread(b,2,20,fp);此语句中的2是每个整数2个字节，若是实数则为4，20是20个数。块写函数和块读函数在写读时要相匹配，这与单数据写读的三种格式必须写读相匹配一样，它们之间是不能混用的。【例6-4】 二维数组数据的写读。#include time.h#include stdlib.h#include stdio.h#define N 10 /*数组行数*/#define M 6 /*数组列数*/main() float aNM,bNM,*pa=a,*pb=b,x; int i,j; FILE *fp; randomize(); for(i=0;iN;i+)for(j=0;jM;j+) x=random(900)/10.0+10; aij=x; for(i=0;iN;i+)for(j=0;jM;j+) printf(%.1ft,aij); fp=fopen(data2.dat,wb); for(i=0;iN;i+)for(j=0;jM;j+) fprintf(fp,%f ,*pa+); fclose(fp); printf(nn); fp=fopen(data2.dat,rb); while(!feof(fp) fscanf(fp,%f ,pb+); fclose(fp); for(i=0;iN;i+) for(j=0;jM;j+) printf(%.1ft,bij);getch();程序分析与解释：该程序首先用”wb”只读方式打开文件data2.dat，并且将二维数组a的数据读入到数组b中，两个数组中的数据都显示在屏幕上，如果显示内容相同，表示程序运行正确。 6.3精彩实例文件实现了程序与数据的独立性，同时使多个程序文件共享数据文件，这正是现代程序设计所倡导的思想。编写与文件有关的程序，首先要考虑将对文件以什么方式操作？文件能否被打开？文件在什么位置？文件的类型是什么？同时建议：为了程序的可读性，一般将文件的读取、存盘、操作分别自定义成函数；文件一旦操作完毕，最好立即关闭。【例6-5】阅读程序。将两个已经排好序的数据文件data1.dat和data2.dat合并成一个新文件data.dat，使得合并后的文件也是有序的（设数据从小到大排列）。并设data1.dat和data2.dat中的数据为16进制数，输出的数据文件data.dat中为10进制数。数据文件中的数据形式如：12,34,99,bc,ff,.程序源代码如下：#include stdio.hmain() FILE *f,*g,*h; int x,y; if(f=fopen(data1.txt,rb)=NULL) return 1; if(g=fopen(data2.txt,rb)=NULL) return 1; if(h=fopen(data.txt,wb)=NULL) return 1; fscanf(f,%x,&x); fscanf(g,%x,&y); while(!feof(f) & !feof(g) if(xy)fprintf(h,%d,x);fscanf(f,%x,&x); else fprintf(h,%d,y);fscanf(g,%x,&y); fprintf(h,%d,x);fprintf(h,%d,y); while(!feof(f) fscanf(f,%x,&x);fprintf(h,%d,x); while(!feof(g) fscanf(g,%x,&y);fprintf(h,%d,y); fclose(f); fclose(g); fclose(h); return 0 ;程序分析与解释：本程序中首先要注意文件的打开方式：以只读方式打开文件data1.dat和data2.dat，以只写方式打开文件data.dat，如果不存在，则建立一个新文件，如果存在则清空文件内容。然后通过fscanf函数取出文件data1.dat和data2.dat中的数据，比较大小，并将较小值存放在文件data.dat，以实现从小到大的排序功能。最后需要注意的是：文件一旦操作完毕，需要立即关闭。【例6-6】编制程序，完成输入3个学生的档案情况，包括：学号、姓名、性别、年龄、入学成绩，然后写入到文件xsda中。源程序代码如下：#include stdio.h#define N 3 /*人数*/char xmN9; /*定义二维数组保存姓名*/char xbN3; /*定义二维数组保存性别*/int xhN,ylN,i; /*定义数组保存学号，姓名*/float cjN,s; /* cjN保存成绩*/void indata() /* 此函数功能为接收数据信息保存在定义的空间*/ for(i=0;iN;i+) printf(%d#NO:,i+1);scanf(%d,&xhi); printf(%d#NAME:,i+1);scanf(%s,xmi); printf(%d#SEX:,i+1);scanf(%s,xbi); printf(%d#AGE:,i+1);scanf(%d,&yli); printf(%d#SCORE:,i+1);scanf(%f,&s);cji=s; void wdisk() /* 此函数功能为将接收到数据信息存入磁盘文件中*/ FILE *fp; fp=fopen(xsda.txt,w); for(i=0;iN;i+) fprintf(fp,%d %s %s %d %fn,xhi,xmi,xbi,yli,cji); fclose(fp);void rdisk()/* 此函数功能为从磁盘文件中读入学生信息*/ FILE *fp; fp=fopen(xsda.txt,r); for(i=0;iN;i+) fscanf(fp,%d %s %s %d %f,&xhi,xmi,xbi,&yli,&cji); fclose(fp);void disp()/* 此函数功能为显示学生信息*/ printf(NOtNAMEtSEXtAGEtSCOREn); for(i=0;iN;i+)printf(%dt%st%st%dt%.1fn,xhi,xmi,xbi,yli,cji); getch();main( ) /*主函数*/ int xh,x,y; indata( ); wdisk(); rdisk(); disp(); 程序分析与解释：该程序将文件的读取、存盘、操作分别自定义成函数，共由4个自定义函数和一个主函数构成。indata()函数的功能为从键盘输入学号、姓名、性别、年龄、入学成绩；wrdisk()函数的功能为将接受的学生信息存入到磁盘中；而rdisk()函数的功能为将学生信息从磁盘中取出；disp()函数的功能是显示学生信息。6.4 实训六文件复制一、实验目的1. 掌握C程序对任意文件的读写方法从而实现对文件的复制。2. 掌握带参主函数的C程序的运行方法。二、实验内容编制程序完成磁盘文件复制程序，类似于DOS下的copy命令。三、实验分析我们知道，在C语言的主函数和子函数之间可以进行参数传递，由主函数的实参传给子函数的形参。主函数main也是一个函数，它也可以带有形参，那又谁能够把实参传给它呢？只能是main的上级：DOS平台了。实际上，main函数可以有两个参数，这两个形参习惯上称为argc和argv，其中argv是一个指向字符串的指针数组，一般形式如下：main(argc,argv)int argc; char *argv ;或写成：main(int argc,char * argv);第一个形参argc是一个整型变量，第二个形参argv是一个指针数组，其元素指向字符型数据。main函数是由系统调用的，当处于操作命令状态下时，输入main函数所在文件名（经编译，连接后得到的可执行文件名），系统就调用main函数。main函数的实参是同命令一起给出的，也就是在一个命令行中包含命令名和需要传给main函数的参数，命令行的一般形式为：命令名 参数1 参数2参数nmain函数的两个参数中，argc是指命令行中参数的个数，命令名也作一个参数，argv是指针数组，argv0指向命令名，存放命令名字符串的首地址，argv1指向参数1，存放参数1的首地址，argv2指向参数2，存放参数2的首地址。对于本程序，设文件名为copyfile，在DOS下的命令格式为：copyfile 那么主函数main(int argc,char *argv)语句中，参数argc为整型，其值为3，argv为指针数组，argv0、argv1、argv2分别指向”copyfile”、 ”、”。四、实验步骤1. 编写C程序：#include stdio.hmain(int argc,