C语言程序设计课件 第8章 文件

第8章文件第8章文件8.1.1初识文件8.1.2文件类型指针8.1文件概述第8章文件文件是指存储在某种长期储存介质（如硬盘、固态硬盘、光盘、USB闪存驱动器等）上的数据集合。文件可以包含任何形式的数据，例如，文本、图像、音频、视频、程序代码或其他类型的文档。1．文件基本概念文件是计算机中的一个重要概念，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。每个文件都有一个名称，文件名是文件的标识，操作系统以文件为单位对数据进行管理，通过文件名访问文件。（1）文件名和扩展名。每个文件都有一个名字用于标识它，通常由基础文件名加上扩展名组成。扩展名用来指示文件的类型或用途（例如，.txt表示纯文本文件，.jpg表示JPEG格式的图片文件）。（2）文件路径。为了准确地定位到某个文件，操作系统使用文件路径来描述文件在文件系统中的位置。路径可以是绝对路径（从根目录开始的完整路径），也可以是相对路径（相对于当前工作目录的路径）。（3）文件属性。文件可能拥有一系列属性，包括但不限于创建时间、修改时间、访问权限（如只读、隐藏）、大小等信息。8.1文件概述8.1.1初识文件第8章文件2．文件的分类在C语言中，文件可以根据不同的标准进行分类。主要的分类方式包括根据文件内容和根据访问模式来区分。（1）根据文件内容分类。①文本文件（TextFiles）。文本文件存储的是基于字符的数据，通常是由ASCII或Unicode编码的字符序列。这类文件可以直接用文本编辑器打开查看和编辑。在C语言中，对文本文件的操作主要是读写字符或字符串。②二进制文件（BinaryFiles）。二进制文件存储的是以二进制形式表示的数据，这些数据可以是任何类型的，如整数、浮点数、图像数据等。与文本文件不同，二进制文件不是以可读的字符形式存储数据，因此不能直接用文本编辑器打开阅读。它们需要特定的应用程序来解释和使用其中的数据。（2）根据访问模式分类。①顺序文件（SequentialFiles）。在C语言中，默认情况下，文件是以顺序访问模式打开的。这意味着要访问文件中的某个位置的数据，必须从文件的开始部分依次读取直到到达目标位置。对于大型文件来说，这可能效率不高。②随机访问文件（RandomAccessFiles）。通过指定特殊的标志（如fopen函数中的"rb+"或"wb+"），可以以随机访问模式打开文件。这种方式允许程序直接跳转到文件的任意位置进行读写操作，提供了更高的灵活性和效率，尤其适合于需要频繁访问文件中不同位置数据的情况。在C语言中，使用标准库函数，如fopen、fclose、fread、fwrite、fseek等来实现对文件的打开、关闭、读取、写入及定位等操作。选择何种类型的文件取决于具体应用的需求以及数据处理的方式。8.1文件概述8.1.1初识文件第8章文件在C语言中，文件类型指针用于指向一个打开的文件，以便对该文件进行读、写或其他操作。这个指针实际上是指向FILE结构体类型的变量，该结构体由标准库定义，并包含了文件的各种信息（如文件位置指针、缓冲区状态、错误指示器等）。通过使用FILE指针，程序可以与外部存储设备上的文件进行交互。1．定义文件指针的语法格式在C语言中，若用一个指针变量指向一个文件，这个指针就称为文件类型指针，简称文件指针。通过文件指针就可以对它所指向的文件进行各种操作。每个被使用的文件都在内存中开辟一个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息。这些信息是保存在一个结构体变量中，该结构体类型是由系统声明的，取名为FILE。不同的C编译系统的FILE类型包含的内容不完全相同，但都大同小异。FILE结构体类型的信息包含在头文件<stdio.h>中。在程序中可以直接用FILE类型名定义变量。每一个FILE类型变量对应一个文件的信息区，在其中存放该文件的相关信息。定义文件指针的语法格式如下。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，在编写源程序时不必关心FILE结构的细节。8.1文件概述8.1.2文件类型指针第8章文件8.1文件概述8.1.2文件类型指针2．指向文件的指针变量实例通常一般不定义FILE类型的变量，也就是不通过变量的名字来引用这些变量，而是设置一下指向FILE类型变量的指针变量，然后通过它来引用这些FILE类型变量，这样使用起来比较方便。下面定义一个指向文件类型数据的指针变量。FILE*fp定义fp是一个指向FILE类型数据的指针变量，可以使用fp指向某个文件的文件信息区，通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。也就是说，通过文件指针变量能够找到与它关联的文件。如果有n个文件，就设n个指针变量，分别指向n个FILE类型变量，以实现n个文件的访问，如图8.1所示。第8章文件8.2.1文件打开与关闭8.2.2文件读写8.2文件操作第8章文件文件在里德读写操作之前需要先打开，使用完毕后需要关闭文件。所谓打开文件，实际上建立文件的各种相关信息，并使文件指针指向该文件，以便进行其他操作。关闭文件则是断开指针与文件之间的联系，也就是禁止再对该文件进行操作。1．文件打开（fopen函数）在C语言中，文件的打开是通过标准库函数fopen()来实现的。这个函数定义在<stdio.h>头文件中。fopen()函数的语法格式如下。FILE*fopen(constchar*filename,constchar*mode);其中，*filename(constchar):这是一个字符串，表示要打开的文件的路径和名称。可以是相对路径或绝对路径。*mode(constchar):这是一个字符串，指定打开文件的模式。例如：FILE*fp("d:\\file_01.txt","r");表示以只读方式打开D:\盘的file_01.txt文件，其中，两个反斜杠“\\”中的第1个表示转义字符，第个2表示根目录。8.2文件操作8.2.1文件打开与关闭第8章文件文件打开方式指出要对文件进行何种操作，常见的文件打开方式，如表8.1所示。8.2文件操作8.2.1文件打开与关闭第8章文件对于文件打开方式的使用，需要注意以下几点问题。（1）以“r”打开一个文件时，该文件必须已经存在，且只能从该文件中读出，如果文件不存在，则操作失败。（2）以“w”打开的文件只能向该文件写入，如果文件已存在，其内容将被清空（覆盖）。如果文件不存在，则创建它。（3）以“a”打开的文件，在文件末尾追加数据。如果文件不存在，则创建它。（4）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断是否完成打开文件操作，并做出相应的处理。2．文件关闭（fclose函数）在C语言中，文件的关闭是通过标准库函数fclose()来完成的。这个函数同样定义在<stdio.h>头文件中。文件操作结束后，要使用fclose()函数关闭文件。关闭文件操作的是将文件缓冲区中还未写入文件的数据写入文件中，确保数据的完整性，同时释放文件占用的缓冲区单元。fclose()函数的语法格式如下。intfclose(FILE*stream);其中，*stream是一个指向FILE类型的指针，该指针必须是由fopen()、freopen()等函数成功打开文件后返回的，它标识了要关闭的特定文件。例如：

fclose(fp);如果文件成功关闭，fclose()返回0；如果关闭文件时发生错误（例如，写入缓冲区中的数据无法刷新到磁盘），fclose()返回EOF（通常定义为-1）。8.2文件操作8.2.1文件打开与关闭第8章文件在C语言中，文件读写操作是通过标准I/O库（<stdio.h>）提供的函数来完成的。这些函数使用FILE*指针（由fopen()返回）来标识要操作的文件。1．读字符fgetc()函数fgetc()函数的功能是从指定的文件中读取一个字符，其语法格式如下。intfgetc(FILE*stream);如果读取成功，则返回读取的字符（函数返回值为int类型）。如果到达文件末尾（常量EOF）或发生错误，返回EOF通常为-1）。【实例8.1】利用fgetc()函数读取文件file_01.txt中内容，并将其文件内容显示到屏幕上。程序代码如下。

#include<stdio.h>intmain(){intch;//必须是int类型，以容纳EOFFILE*fp=fopen("file_01.txt","r");if(fp){while((ch=fgetc(fp))!=EOF){putchar(ch);//将读取的字符输出到屏幕

}fclose(fp);}printf("\n");return0;}8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件程序运行结果如下。1.apple2.banana3.cherry4.orange5.grape6.strawberry7.blueberry8.peach9.mango10.Pineapple8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件2．写字符fputc()函数fputc()函数的功能是把一个字符写入指定的文件中，其语法格式如下。intfputc(intc,FILE*stream);其中，c(int):要写入的字符。虽然名为c，但它是一个int类型。这是为了能够容纳EOF（通常为-1）这个特殊值，以便与有效的字符区分开来，需要传入一个字符常量或变量（它会被转化为int）。*stream(FILE):指向一个已由fopen()成功打开（且模式允许写入，如"w","a","r+","w+","a+"）的FILE对象的指针。8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件【实例8.2】利用fputc()函数写入文件，并将其文件内容显示到屏幕上。程序代码如下。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>intmain(){FILE*fp;charch;if((fp=fopen("file_02.txt","w+"))==NULL){printf("不能打开文件，请按任意键盘退出!");getch();//从控制台读取单个字符而不回显到屏幕

exit(1);}

8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件printf("请输入一行字符串:\n");ch=getchar();while(ch!='\n'){fputc(ch,fp);//写入一个字符到文件中

ch=getchar();}rewind(fp);//重置到文件的开头

ch=fgetc(fp);while(ch!=EOF){putchar(ch);//将单个字符输出显示

ch=fgetc(fp);}printf("\n");fclose(fp);return0;}程序运行结果如下。请输入一行字符串:welcometohere!welcometohere!8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件3．读字符串fgets()函数fgets()函数的功能是从文件中读取一行字符串，其语法格式如下。char*fgets(char*str,intn,FILE*stream);其中，*str(char):一个指向字符数组（缓冲区）的指针。读取到的字符串将被存储到这个数组中。n(int):指定要读取的最大字符数。这个值至关重要，它限制了fgets()可以写入str的字符数量，是防止缓冲区溢出的关键。*stream(FILE):指向一个已由fopen()成功打开的FILE对象的指针，表示要从中读取数据的文件，也可以是标准输入stdin。8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件【实例8.3】利用fgets()函数读取文件，并将其文件内容显示到屏幕上。程序代码如下。（插入二维码V8-3读字符串fgets函数的使用）#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>intmain(){FILE*fp;charstr[10];if((fp=fopen("file_01.txt","r"))==NULL){printf("不能打开文件，请按任意键盘退出!");exit(1);}while(fgets(str,10,fp)!=NULL){//文件中读取一行字符串

printf("%s",str);}printf("\n");fclose(fp);return0;}8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件程序运行结果如下。1.apple2.banana3.cherry4.orange5.grape6.strawberry7.blueberry8.peach9.mango10.Pineapple8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件4．写字符fputs()函数fputs()函数的功能是把一行字符写入指定的文件中，其语法格式如下。intfputs(constchar*str,FILE*stream);将字符串str（不包括其结尾的空字符'\0'）写入stream。fputs()不会自动添加换行符'\n'。成功时返回一个非负数，失败时返回EOF。8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件【实例8.4】利用fputs()函数写入文件，并将其文件内容显示到屏幕上。程序代码如下。

#include<stdio.h>intmain(){intch;//必须是int，以容纳EOFFILE*fp=fopen("file_04.txt","w+");if(fp){fputs("Hello,World!\n",fp);//需要手动添加\nfputs("Thisisline2.",fp);//这行没有换行符

fputs("\n",fp);//手动添加换行符

fclose(fp);}fp=fopen("file_04.txt","r");//以只读方式打开文件if(fp){while((ch=fgetc(fp))!=EOF){putchar(ch);//将读取的字符输出到屏幕

}fclose(fp);}return0;}程序运行结果如下。Hello,World!Thisisline2.8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件5．格式化读写fscanf()函数和fprintf()函数fscanf()和fprintf()是C语言中用于格式化读写文件的函数，它们的用法类似于scanf()和printf()，但操作对象是文件。【实例8.5】利用fscanf()函数和fprintf()函数读写文件，并将其文件内容显示到屏幕上。程序代码如下。#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>structstu{charname[10];intnum;intage;charaddr[15];}stu1[2],stu2[2],*p,*q;8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件intmain(){FILE*fp;inti;p=stu1;q=stu2;if((fp=fopen("file_05.txt","wb+"))==NULL){printf("不能打开文件，请按任意键盘退出!");getch();exit(1);}printf("请输入学生信息：\n");printf("姓名学号年龄地址\n");for(i=0;i<2;i++,p++)scanf("%s%d%d%s",p->name,&p->num,&p->age,p->addr);printf("\n");8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件printf("学生信息：\n");printf("姓名\t学号\t年龄\t地址\n");p=stu1;for(i=0;i<2;i++,p++)fprintf(fp,"%s%d%d%s",p->name,p->num,p->age,p->addr);rewind(fp);for(i=0;i<2;i++,q++)fscanf(fp,"%s%d%d%s",q->name,&q->num,&q->age,q->addr);q=stu2;for(i=0;i<2;i++,q++)printf("%s\t%d\t%d\t%s\n",q->name,q->num,q->age,q->addr);fclose(fp);return0;}8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件程序运行结果如下。请输入学生信息：姓名学号年龄地址张三20250120辽宁沈阳李四20250221辽宁大连学生信息：姓名学号年龄地址张三20250120辽宁沈阳李四20250221辽宁大连8.2文件操作8.2.2文件读写第8章文件6．数据块读写fread()函数和fwrite()函数fread()和fwrite()是C语言中用于以二进制方式批量读写数据块的函数，常用于高效地处理数组、结构体等连续数据的文件读写。【实例8.6】利用fread()函数和fwrite()函数读写文件，并将其文件内容显示到屏幕上。程序代码如下。#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>structstu{charname[1