C语言程序设计-2-第13章-文件和IO函数.ppt

第13章文件与I/O函数,C语言本身不提供输入输出语句。它的输入输出由执行编译系统提供的I/O函数实现。过程如下：首先用户编写好的源程序经编译后形成目标文件，再把此目标文件与与标准函数库中的I/O函数连接形成可执行文件。采用此种输入输出功能与语言本身分离的方法，它的益处是增加了程序的可移植性。C语言中的文件具有广泛的含义：把所有外部设备(包括磁盘、显示器、键盘及打印机)都作为文件。因此，在C语言中，I/O处理就是文件处理。,13.1文件的基本概念13.2文件的打开与关闭函数13.3文件的一般读写13.4文件定位与随机读写13.5文件检测函数,退出,13.1文件的基本概念,13.1.1磁盘文件通常的“文件”概念是指一组相关数据的有序集合。例如，程序文件是程序代码的集合，数据文件是数据的集合。每个文件都有一个名称，叫做文件名。文件通常是存储在外部介质(如磁盘等)上，这种文件就叫做“磁盘文件”。磁盘文件的处理过程就是对文件的输入输出过程，也叫做“读写”。所谓“读文件”就是把磁盘上文件的内容传输到内存的操作，“写文件”就是把内存中的信息传输到磁盘上文件中的操作。,13.1.2设备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)，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。例如，把打印机作为PRN文件，则向打印机发送信息就等同于向PRN文件输入信息。这种外部设备与文件的统一，为程序设计提供了方便。13.1.3标准设备文件在表示外部设备的文件中，有三个特殊的、由系统分配和控制的文件，称为“标准设备文件”。它们是：stdin：标准输入文件，通常为键盘；stdout：标准输出文件，通常为显示器；stderr：标准错误输出文件，通常为显示器；,13.1.4两种文件I/O系统根据I/O操作方式的不同，可以把它分为以下两种：缓冲文件系统，也叫做格式化系统、正文系统或高级系统。它借助文件控制对文件进行I/O处理；非缓冲文件系统，也叫做非格式化系统、二进制系统或低级系统。它借助操作系统对文件进行I/O处理；本书主要讨论缓冲文件系统。,13.1.5文件控制结构在缓冲系统中，文件处理主要使用文件控制结构。FILE是文件控制结构的类型名，它由系统在stdio.h中定义。文件控制结构主要包括的信息为：文件名、文件当前的读写位置(文件位置指针)、文件当前位置到文件末尾之间的数据个数、用于该文件读写的内存缓冲区位置、出错标记、该文件为第几个打开的文件等。文件处理的过程通常为：打开文件读写操作关闭文件。打开文件时，由系统在内存中自动建立该文件的控制结构。关闭文件时，文件控制被释放。,13.1.6文件型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;例如：FILE*fp;FILE*fp1,fp2;文件指针指向文件控制结构的地址，它是在打开文件时由打开函数fopne()提供的。通过文件指针，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。,13.2文件的打开与关闭函数,13.2.1打开文件如上所说，在使用文件之前必须打开文件。打开文件应使用fopen函数。其调用的一般形式为：FILE*文件指针名;文件指针名=fopen(文件名，使用文件方式);其中，“文件指针名”必须是被说明为FILE类型的指针变量，“文件名”是被打开文件的名字。“使用文件方式”是指文件的类型和操作要求。“文件名”是字符串常量或字符串数组。,fopen()函数按照“使用文件方式”所指定的操作方式，打开“文件名”所指定的文件。若文件打开成功，则建立该文件的文件控制结构，然后把它的地址作为函数的返回值。当打开文件失败时，返回值为NULL(零)。在程序中必须使用指针变量来接受本函数的返回值例如：FILE*fp;fp=fopen(a,r);其意义是在当前目录下打开名字为a的文件，只允许进行“读”操作，并使fp指向该文件。又如：FILE*fpr;fpr=fopen(c:readme,rb)其意义是打开C驱动器磁盘的根目录下的文件readme。两个反斜线“”中的第一个表示转义字符，第二个表示根目录。,对于文件使用方式有以下几点说明：1).文件使用方式字符的意义由r,w,a,t,b，+六个字符组成，各字符的含义如下：r(read)读w(write)写a(append)附加t(text)文本文件，可省略不写b(banary)二进制文件+读和写2).用“r”方式只能打开已经存在的文件打开一个文件时，该文件必须已经存在，且只能从该文件读出。此方式打开的文件只能用来向计算机输入数据，而不能从计算机得到数据。,3).用“w”方式写入时应注意的事项用“w”方式写入时，只能向该文件写入。若打开的文件不存在，则以指定的文件名建立该文件；若打开的文件已经存在，则先将该文件原来的内容删除，然后重建一个新文件。4).附加时应注意的事项若要不破坏一个已存在的文件现有的信息，又要增加新的信息，可以用“a”方式附加。但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。用此方式打开文件时，位置指针在文件末尾。,5).打开文件是否成功在打开一个文件时，如果出错，fopen将返回一个空指针值NULL。在程序中可以用这一信息来判别打开文件是否成功。常用以下程序：if(fp=fopen(文件名,方式)=NULL)printf(filecantopened!);getch();exit(1);这段程序的意义是，如果返回的指针为空，表示不能打开文件，此时，给出提示信息“filecantopened!”。程序中getch()的作用等待输入一个字符(但不在屏幕上显示)。在这里起等待作用，用户可利用这个时间阅读出错提示。当用户从键盘敲任一键后，程序继续，执行exit(1)来退出程序。,6).文件进制的转换把一个文本文件读入内存时，要将ASCII码转换成二进制码，而把文件以文本方式写入磁盘时，也要把二进制码转换成ASCII码，因此文本文件的读写要花费较多的转换时间。对二进制文件的读写不存在这种转换。7).标准I/O标准输入文件(键盘)，标准输出文件(显示器)，标准出错输出(出错信息)是由系统打开的，无需用户处理，可直接使用。,13.2.2关闭文件文件使用完毕后必须关闭，以避免数据丢失。关闭文件使用函数fcolse()。fclose函数调用的一般形式是：fclose(文件指针);例如：fclose(fp);正常完成关闭文件操作时，fclose函数返回值为0。如返回非零值则表示有错误发生。可以使用ferror函数来测试它，后面会详细讲述其使用方法。关闭文件就是使文件指针变量不再指向该文件，通俗地说，就是让文件指针与文件“脱钩”。当然，文件关闭后就不能再用文件指针变量对文件进行读写操作了。要再进行读写操作，就应再次打开它。当文件使用完毕后，及时关闭文件是一个优秀程序员必须养成的良好习惯。它不仅可以释放内存，而更重要地是，保证了文件中数据的安全。,13.3文件的一般读写,13.3.1字符读写函数字符读写函数是以字符(字节)为单位的读写函数。每次可从文件读出或向文件写入一个字符。1读字符函数fgetcfgetc函数的功能是从指定的文件中读一个字符，这个文件必须已经以可读方式打开函数调用的形式为：字符变量=fgetc(文件指针)；,例如：ch=fgetc(fp);则从打开的文件fp中读取一个字符并送入ch中。如果在读操作中遇到文件结束符，则返回文件结束标记EOF。EOF的值为-1。【例13-1】(见课本）对于文本文件而言，ASCII码不可能是-1。但是，对于二进制文件而言，数据可能是-1。若还使用上述方法判断文件的结束，则可能会出现“假结束”。为此，应采用feof()函数。feof()可以用来测试文件是否结束。若结束，则返回值为1(逻辑真)，否则为0(逻辑假)。这种方法也可用于文本文件，具有更广泛的适用性。则上一例子可以改为：【例13-2】(见课本）【例13-3】(见课本）,2写字符函数fputcfputc函数的功能是把一个字符写入指定的文件中，函数调用的一般形式为：fputc(字符量，文件指针)；其中，待写入的字符量可以是字符常量或变量。fp是文件指针变量，它从fopen()函数得到返回值。如果输出成功，则本函数返回的值就是输出的字符；如果输出不成功，则返回EOF。例如：fputc(a,fp);其作用是把字符a写入fp所指向的文件中。,对于fputc函数的使用要注意以下几点：被写入的文件可以用、写、读写，追加方式打开，但应注意它们的区别；每写入一个字符，文件内部位置指针自动向后移动一个字节；【例13-4】(见课本）【例13-5】(见课本）1.3fputc和fgetc与putc和getc的关系在stdio.h文件中，定义了如下宏名：#defineputc(ch,fp)fputc(ch,fp);#definegetc(ch,fp)fgetc(ch,fp);因此，使用fputc、fgetc与putc、getc等价。在编程中可以不加区别地使用。,13.3.2字符串读写函数1字符串读函数fgetsfgets函数也可以从指定的文件中读一个字符串到字符数组中。调用的形式为：fgets(字符数组名，n，文件指针)；其中的n是一个正整数。表示从文件中读出的字符串不超过n-1个字符。在读入的最后一个字符后加上串结束标志0。【例13-6】(见课本）使用fgets函数时,应注意：在读出n-1个字符之前，如遇到了换行符或EOF，则读出结束；fgets函数也有返回值，其返回值是字符数组的首地址；,2写字符串函数fputsfputs函数的功能是向指定的文件写入一个字符串，其调用形式为：fputs(字符串，文件指针)其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符数组名，或指针变量，例如：fputs(“abcd“，fp);把字符串“abcd”写入fp所指的文件之中。【例13-7】(见课本）,13.3.3数据块读写函数如果要读写更多的数据，则应使用数据块读写函数。它可读写一组数据(一个数组元素、一个结构变量的值等)。读数据块函数调用的一般形式为：fread(buffer,size,count,fp);写数据块函数调用的一般形式为：fwrite(buffer,size,count,fp);其中各项的意义为：buffer：是一个指针，在fread函数中，它表示存放输入数据的首地址。在fwrite函数中，它表示存放输出数据的首地址。size：要读写数据块的字节数。count：要读写的数据块块数。fp：文件指针。如果文件以二进制形式打开，用fread()和fwrite()可以读写任何类型的信息。【例13-8】(见课本）,13.3.4格式化读写函数格式化读写函数为fscanf()和fprintf()。它们与以前讲述的scanf和printf函数的功能相似，都是格式化读写函数。区别在于：fscanf函数和fprintf函数的读写对象不是键盘和显示器，而是磁盘文件。这两个函数的调用格式为：fscanf(文件指针，格式字符串，输入表列)；fprintf(文件指针，格式字符串，输出表列)；使用fscanf()和fprintf()对文件进行读写，用法简便。但是，在输入时要把ASCII码转换为二进制码，输出时又要转换回来，占用时间较多，效率不高。在大量、频繁与磁盘交换数据时，不宜使用。,13.4文件定位与随机读写,上述文件读写方式都是顺序读写，即读写文件只能从头开始、依次读写各个数据。但在实际问题中常要求只读写文件中某一指定的部分，这就要进行随机读写。随机读写的关键是移动文件内部的位置指针。这也就是文件定位。要实现文件定位，应使用指针移动函数。移动文件内部位置指针的函数主要有两个，即rewind函数和fseek函数。13.4.1回拨指针函数rewind()rewind函数的功能是把文件内部的位置指针移到文件开头。其调用形式为：rewind(文件指针)；此函数没有返回值。【例13-9】(见课本）,13.4.2移动指针函数fseek()fseek函数用来移动文件内部位置指针，其调用形式为：fseek(文件指针，位移量，起始点)；其中：文件指针：指向被移动的文件。位移量：表示移动的字节数，位移量应是long型数据，以便在文件长度大于64KB时不会出错。当用常量表示位移量时，要求加后缀“L”。起始点：表示从何种位置开始移动，规定的起始位置为文件首、当前位置和文件尾三种。【例13-10】(见课本）在实际使用中，fseek函数一般用于二进制文件。在文本文件中由于要进行转换，故往往计算的位置会出现错误。,13.4.3取当前指针位置函数在初学者编写的程序中，特别容易出现文件内指针移动的混乱。即便是熟练的程序员，也需要在必要时了解当前指针的位置。ftell()函数就是起这个作用的，其格式为：ftell(文件类型指针);此函数返回fp所指文件的当前指针。其数值表示从文件头开始的位移量。若其返回值为-1L，则表示出错。可以用变量来得到其返回值，以便作进一步的处理。【例13-11】(见课本）,13.4.4文件的随机读写在移动位置指针之后，即可用前面介绍的任一种读写函数进行读写。由于一般是读写一个数据据块，因此常用fread和fwrite函数