第10章-C语言教学课件文件操作.ppt

第10章文件操作 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院苏小红sxh C语言大学实用教程 I O设备 输入设备键盘 鼠标软盘 硬盘 光驱 以文件的形式 串行口 并行口 USB接口 网络端口扫描仪 视频采集卡 电视卡 游戏杆 话筒 输出设备显示器 打印机软盘 硬盘 CD R DVD R 以文件的形式 串行口 并行口 USB接口 网络端口音箱 单纯的输入设备或者单纯的输出设备越来越少 标准输入输出 字符界面的操作系统一般都提供标准输入与输出设备DOS Linux Unix 一般情况 标准输入就是键盘 标准输出就是终端显示器操作系统有能力重定向标准输入与输出 比如让文件作为标准输入 打印机作为标准输出这种重定向程序本身是感觉不到的 自来水厂 DOS下的标准输入输出重定向 程序prog如下main charc while c getchar n putchar c 输入重定向progoutfile 流 Stream 水流 子在川上曰 逝者如斯夫 计算机中的流的概念一般称为数据流 也有叫做字节流 比特流的 还有很具体的文件流 视频流 音频流等时光不能倒流 但计算机中的很多流都是会倒流的如果你想重新读已经读过的数据 或者要修改已经写入的数据 可以发出流控 FlowControl 命令不会倒流的数据流也很多 例如网络上的数据流 网络和数据线等介质只有很小的数据缓冲区 没有大量存储的能力 文件 File 的概念 计算机的内存容易健忘 所以数据必须保存在硬盘 软盘 光盘和磁带等 不健忘 的外存上这些能大量 永久保存信息的媒介 一般都以文件的形式给用户及应用程序使用文件一般指存储在外部介质上具有名字 文件名 的一组相关数据的集合用文件可长期保存数据 并实现数据共享程序中的文件在程序运行时由程序在磁盘上建立一个文件 并通过写操作将数据存入该文件 或由程序打开磁盘上的某个已有文件 并通过读操作将文件中的数据读入内存供程序使用 文件与流 在C语言中 文件可以是磁盘文件 终端显示器或打印机等等 程序通过打开操作把流与设备联系起来 文件打开后 可以在程序和文件之间交换数据 程序通过关闭操作断开流与文件的联系 所有流的性质都一样 因为流与设备无关 所以能写入磁盘文件的同一函数也能写入另一设备 如控制台终端等 但文件的能力则可能不同 例如 磁盘文件可以支持随机存取 而键盘则不行 文件的存放 可以建立若干目录 文件夹 在目录里保存文件 同一级目录里保存的文件不能同名 对使用者而言 只要知道文件的路径 全目录 和文件名 就能使用该文件C home Sunner main c这都是托OS的福 文件的格式 二进制文件是一种字节序列 没有字符变换按照数据在内存中的存储形式存储到文件如整数127 在内存占2个字节 为0000000001111111 则文件中也存储为0000000001111111 占2个字节文本文件 ASCII码文件是一种字符序列文件中存储每个字符的ASCII码如整数127在文件中占3个字节 分别存放这3个字符的ASCII码 即49 50 55 文件的格式 数据必须按照存入的类型读出 才能恢复其本来面貌公开的标准格式如bmp tif gif jpg和mp3等类型的文件 有大量软件能生成和使用这些类型的文件也有不公开 甚至加密的文件格式如MicrosoftWord的doc格式就不公开 所以至今还没有Word以外的其它软件能完美地读出doc文件 文件访问 文件访问的基本模式open 打开文件 获得对此文件的指针 引用和句柄等 以证明可以使用此文件read 读文件 参数一般指明要读多少字节 读到哪块内存 每次调用此功能 都是接着上次调用的结束位置读 所以是个输入流 write 写文件 参数一般指明把哪块内存的内容写入文件 要写多少字节 每次调用此功能 都是接着上次调用的结束位置写 所以是个输出流 close 关闭文件 表明操作结束 不再使用此文件 文件使用完毕必须关闭 否则影响系统性能seek 随机控制流的当前位置 文件定位 C语言中的文件访问 下面介绍的函数均定义在和中intopen constchar pathname intaccess intfd open C CONFIG SYS O RDWR O CREAT pathname是文件名 包含路径 如果不含路径 表示打开当前目录下的文件access是打开方式 常用为O RDONLY O WRONLY O RDWR与O CREAT O TRUNC O APPEND的或运算返回值为文件句柄 FileHandle 留待以后使用 如果打开失败 返回值为 1 C语言中的文件访问 intread inthandle void buf unsignedlen intn read read fd buf BUFSIZ handle是open获得的文件句柄buf是保存读入内容的内存指针len是最大可以读入的字节数返回值为实际读入的字节数 可能大于len 返回0表示读到了末尾 返回 1表示出错 C语言中的文件访问 intwrite inthandle constvoid buf unsignedlen intn write write fd buf BUFSIZ handle是open获得的文件句柄buf是要写入内容的内存指针len是写入多少字节返回值为实际写入的字节数 可能小于len 返回 1表示出错 C语言中的文件访问 intclose inthandle intret close fd handle是open获得的文件句柄关闭成功返回0 否则返回 1 C语言中的文件访问 longlseek inthandlelongoffsetintfromwhere intpos lseek fd 100L SEEK CUR handle是open获得的文件句柄offset是相对fromwhere的位置偏移多少 可以为负数fromwhere可以是SEEK SET SEEK CUR或SEEK END中的一个 分别表示文件头 当前位置和文件结尾成功返回移位后的当前位置 从文件头算起 否则返回 1L几个巧妙运用curPos lseek fh 0L SEEK CUR fileLength lseek fh 0L SEEK END 得到文件长度 C语言独特的文件访问 下面介绍的函数均定义在中FILE fopen constchar filename constchar mode FILE fp fopen C CONFIG SYS rw filename是文件名 包含路径 如果不含路径 表示打开当前目录下的文件mode是打开方式 常用为 r w rw 和 a 分别表示只读 只写 读写和添加返回值为指向此文件的指针 留待以后使用 如果打开失败 返回值为NULL mode 文件指针 FILE fp 是FILE型指针变量标识一个特定的磁盘文件与文件相关联的每个流都有一个FILE类型的控制结构 定义有关文件操作的信息 用户绝对不应修改 文件指针 FilePointer typedefstruct shortlevel 缓冲区 满 或 空 的程度 unsignedflags 文件状态标志 charfd 文件描述符 unsignedcharhold 如无缓冲区不读字符 shortbsize 缓冲区的大小 unsignedchar buffer 数据缓冲区的位置 unsignedchar curp 指针当前的指向 unsignedistemp 临时文件指示器 shorttoken 用于有效性检查 FILE 在stdio h文件中定义 C语言独特的文件访问 intfgetc FILE fp intfputc intc FILE fp char fgets char s intn FILE fp intfputs constchar s FILE fp intfscanf FILE fp constchar format intfprintf FILE fp constchar format C语言独特的文件访问 size tfread void ptr size tsize size tn FILE fp size tfwrite constvoid ptr size tsize size tn FILE fp intfeof FILE fp intfseek FILE fp longoffset intwhence intfclose FILE fp 错误处理 错误处理文件错误一般都是外界造成的 出错率很高被删除 修改 磁盘空间满 被其他文件打开通过判断返回值发现错误所有文件操作出错时都返回 1出错处理打印错误信息给用户 等待用户的处理voidperror constchar s 向标准错误输出字符串s 随后附上错误的文字说明 错误处理 例10 1 include include include includemain c abc abc文件并不存在 intfh open c abc abc O RDONLY O BINARY if fh 1 fh必然为 1 perror Can topenc abc abc Error Can topenc abc abc Error Nosuchfileordirectory 两种方式的区别 open族的功能一般由OS直接提供 其使用方式也比较具有通用性 在各种语言里基本一样fopen族的函数系包装了open族的函数 提供更强大的功能 但是效率略逊open族通常情况能直接反映文件的真实情况 因为它的操作都不假定文件的任何结构fopen族比较适合处理文本文件 或者结构单一的文件 会为了处理的方便而改变一些内容 从文件说开去 open read write close这种模式成为使用数据流的经典模式比如网络数据流操作就是使用此模式 甚至在一些平台上可以和文件采用完全相同的函数操作seek并不是所有的流都支持网络就不支持对于不能进行流控的流 如果当前数据不立即处理 后来流过的数据就会冲走当前数据 永远不能追回 流控成为流处理中的一个专门技术 例如 fp fopen a1 txt r fp fopen d sqs a1 txt r fopen函数返回指向文件a1 txt的指针并赋给fp 即fp指向文件a1 txt 若不能实现打开任务 fopen函数将带回一个空指针值NULL 值为0 常用打开文件的方法为 if fp fopen a1 txt r NULL printf cannotonenthisfile n exit 0 文件的关闭 fclose函数 例如 fclose fp fclose 文件指针 关闭fp所指向的文件 把遗留在缓冲区中的数据写入文件 实施操作系统级的关闭操作 同时 释放与流联系的文件控制快 以后可以再次使用这部分空间 fclose函数的返回值 当顺利地执行了关闭操作 则返回值为0 如果返回值为非零值 则表示关闭时有错误 一般只有驱动器中无盘或盘空间不够时 才失败 关闭失败会引起数据丢失 破坏文件和程序中的随机错误 多数情况下 系统限制同时处于打开状态的文件总数 因此 打开文件前先关闭无用文件是必要的 ch fgetc fp fgetc和fputc函数 fputc ch fp 把字符ch写到fp所指向的文件中去 从指定文件读入一个字符 该文件应以只读或读写方式打开 二 文件的字符读写 返回值 若输出成功 则返回输出的字符 否则返回EOF 该文件应以写或读写方式打开 返回值 若输入成功 则返回字符 否则返回一个EOF EOF 在stdio h中定义的常量 表示文件结束 defineEOF 1 include stdio h main charc FILE fp if fp fopen tt txt w NULL printf error n exit 0 c getchar while c EOF fputc c fp c getchar fclose fp 例 将键盘输入的字符顺序存入磁盘文件tt txt中 输入ctrl z结束 程序文件名为f2 c 程序运行结果是生成文件tt txt include stdio h main charc FILE fp if fp fopen tt txt r NULL printf error n exit 0 c fgetc fp while c EOF putchar c c fgetc fp fclose fp 例 从文件tt txt中顺序读取字符并显示出来 include stdio h main charc FILE fp if fp fopen tt txt r NULL printf error n exit 0 c fgetc fp while c EOF putchar c c fgetc fp fclose fp 例 从文件tt txt中顺序读取字符并显示出来 三 文件的数据块的读写 fread和fwrite函数 函数调用成功返回count的值 否则返回 1 fwrite 函数的功能 将内存中的一组数据写到fp所指向的文件中 按照内存中的存储形式输出 为二进制文件 fwrite buff size count fp 所要写入文件的数据在内存中的起始地址 写入文件的每个数据项的字节数 写入文件的数据项数 指向写入文件的指针 从键盘输入n个同学的学号 姓名和成绩存入文件 include stdio h typedefstructstudentSTUD structstudent intnum charname 12 intscore 例1 文件的数据块写的操作 main STUDstu stu为结构体变量 FILE fp charfilename 12 inti n scanf s filename if fp fopen filename wb NULL printf can topenthefile n exit 0 scanf d program1 main STUDstu 30 stu 30 为结构体数组 FILE fp inti n charfilename 12 scanf s filename if fp fopen filename wb NULL printf can topenthefile n exit 0 scanf d program2 fread buff size count fp fread 函数 功能 在fp所指向的文件中读取一组数据并将其放到内存中去 函数调用成功返回count的值 否则返回 1 待读文件的数据在内存中的起始地址 从文件读入的每个数据项的字节数 从文件读入的数据项数 指向待读文件的指针 例2 文件的数据块读的操作 include stdio h typedefstructstudentSTUD structstudent intnum charname 12 intscore main STUDstu FILE fp inti n charfilename 12 scanf s filename if fp fopen filename rb NULL printf can topenthefile n exit 0 fread main STUDstu 20 fread 四 文件的格式化读写 文本文件 将输出项arg1 arg2 argn按指定format格式写入fp所指的文件中 即输出到磁盘文件 格式 fprintf fp format arg1 arg2 argn 格式 fscanf fp format fscanf函数 fprintf函数 按指定format格式从fp所指的文件中读取数据依次送入arg1 arg2 argn的内存单元 arg1 arg2 argn arg1 arg2 argn 输出 输入项表列 format 为格式字符串 fp 为指向fopen函数打开的文件的指针 fprintf fp d 6 2f i t 将整型变量i和实型变量t的值按 d和 6 2的格式输出到fp指向的文件中 最好给出长度 读写统一 fscanf fp d 6 2f i t 例1 文件的格式化写操作 include stdio h typedefstructstudentSTUD structstudent intnum charname 12 intscore main STUDstu FILE fp inti n charfilename 12 scanf