基于AI的C语言程序设计（微课版）课件 第12章 文件

第12章

文件让数据跨越程序的时空主

讲

:蒋亚平目录CONTENTS01C语言中的文件操作02文件的打开与关闭03顺序读写文件04随机读写文件05文件操作综合编程案例06本章小结问题导入如何保存永久数据？用数组/结构体存储的学生信息，一旦关闭程序就会消失。如何让程序退出后，学生信息能保存在电脑的“students.dat”文件中？下次打开程序时又怎么读取文件里的信息？“文本方式”和“二进制方式”哪种更节省空间？用“文本方式”和“二进制方式”存储学生信息，哪种更节省空间？如果要快速修改文件中第2名学生的成绩，哪种方式不需要“从头读到尾”就能直接定位？01C语言中的文件操作C语言中的文件操作为什么需要文件？结构体数组数据在内存中，一旦关闭程序，数据就会彻底消失。问题文件可以永久将数据存储在电脑磁盘中，灵活读写。方案入门程序#include<stdio.h>intmain(){FILE*file;chardata[]="Hello,CLanguageFileOperations!";//打开文件以写入数据file=fopen("example.txt","w");if(file!=NULL){fprintf(file,"%s",data);//写入文本数据fclose(file);//关闭文件}else{printf("文件无法打开！\n");}return0;}示例：文件操作入门示例。写入模式打开文件成功，则写入数据并关闭文件失败提示文件无法打开文件概念1、程序设计中主要的类型文件源代码文件（通常以.c为后缀）、目标文件（以.obj为后缀）、可执行文件（以.exe为后缀）。数据文件（.txt、.dat）等。2、程序设计中输入输出（I/O）操作输入操作：数据从文件或外部设备流向计算机的内存。输出操作：数据从计算机内存流向文件或外部设备。3、文件标识的组成文件路径：表示文件在外部存储设备中的具体位置。文件名主干：即文件的基本名称，不包含后缀部分。文件后缀：表示文件的类型或格式，通常由点号（.）分隔。例如，路径D:\workspace\c\file1.dat文件分类1、根据存储编码方式的不同文本文件（又称为ASCII文件）：以字符的ASCII码值进行存储与编码，文件的内容就是一系列字符。每个字符通过其对应的ASCII码表示，因此文本文件中的数据是以人类可读的方式存储的。二进制文件：存储的是原始的二进制数据，通常用于存储非字符数据或结构化的数据。2、根据存储形式的不同字符流：用于文本文件（或称为字符文件），文件的内容主要是字符数据。二进制流：用于二进制文件，数据以二进制格式存储。文件缓冲区缓冲文件系统的工作原理磁盘C程序内存缓冲区AI辅助（文件关闭）：“打开文件后一定要关闭”。写写读读文件结构typedefstruct{ shortlevel; //缓冲区使用量 unsignedflags; //文件状态标志 charfd; //文件描述符 shortbsize; //缓冲区大小 unsignedchar*buffer; //文件缓冲区的首地址 unsignedchar*curp; //指向文件缓冲区的工作指针 unsignedcharhold; //其他信息，如缓冲区无内容不读取字符 unsignedistemp; //临时文件指示器 shorttoken; //用于有效性检查};FILE文件类型的说明typedef的一般形式typedef<已有类型名><新类型名>;示例1typedefintINTEGER;INTEGERi,j;inti,j;等价于示例2typedefint*POINTER;POINTER可以代替int*，用于定义指向int类型的指针。文件类型指针文件类型指针定义文件类型指针的格式：FILE*fp;指向FILE类型的指针变量文件类型定义符指向文件信息区的指针变量AI辅助（检查指针）：检查指针是否有效，避免无效操作；

02文件的打开与关闭文件的打开与关闭使用fopen打开文件文件打开的调用形式：fopen("文件名","文件打开方式");函数原型FILE*fopen(constchar*path,constchar*mode);功能打开文件参数

path路径名或文件名mode

文本文件（ASCII)的打开方式r以只读方式打开文件时，文件必须存在。如果文件不存在，操作将失败。

w以只写方式打开文件时，如果文件不存在，系统将自动创建该文件；如果文件已存在，文件内容将被清空。

a以只写方式打开文件时，如果文件不存在，系统将自动创建该文件；如果文件已存在，写操作将从文件的末尾开始。

r+以读写方式打开文件时，文件必须存在。如果文件不存在，操作将失败。

w+以读写方式打开文件时，如果文件不存在，系统将自动创建该文件；如果文件已存在，文件内容将被清空。

a+以读写方式打开文件时，如果文件不存在，系统将自动创建该文件；如果文件已存在，读写操作将在文件的末尾进行。二进制文件的打开方式rb以只读模式打开二进制文件

wb以只写模式创建二进制文件

ab以写/追加模式打开二进制文件

rb+以读/写模式打开二进制文件

wb+以读/写模式创建二进制文件

ab+以读/写/追加模式打开二进制文件返回值成功流指针失败NULL.执行成功，返回FILE结构体地址，并赋值给文件指针；打开失败，返回一个NULL（空值）的FILE指针。

使用fopen打开文件FILE*fp;if((fp=fopen("file1","r"))==NULL){ printf("Fileopenerror!\n"); exit(0);}return0;示例：打开文件示例。使用fclose关闭文件文件关闭的调用形式：fclose(文件指针);函数原型intfclose(FILE*fp);功能关闭流指针参数fp需要关闭的流指针返回值成功0失败EOF库函数fclose()if(fclose(fp)){printf("Filecloseerror!\n");exit(0);}示例：关闭文件示例。03顺序读写文件顺序读写文件顺序读写文件对于顺序读写操作，数据的读写顺序与数据在文件中的物理顺序是一致的。读写单个字符的函数函数功能返回值fgetc（fp）从文件指针变量fp指向的文件读入一个字符读取成功，返回相应字符，失败则返回

EOF（即-1）fputc（ch,fp）将字符

ch写入fp指向的文件写入成功，返回写入文件的字符返回

ch；如果发生错误，返回EOF（即

-1）

读写字符数据#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp;charch;//打开文件进行写操作fp=fopen("example.txt","w");if(fp==NULL){printf("Unabletoopenthefileforwritingoperation!\n");return1;}//向文件中写入单个字符printf("Pleaseenterapieceoftext(pressEntertoend)：\n");

//读取用户输入的每个字符，直到回车while((ch=getchar())!='\n'){fputc(ch,fp);//将字符写入文件}//关闭文件fclose(fp);

//打开文件进行读操作fp=fopen("example.txt","r");if(fp==NULL){printf("Unabletoopenthefileforreading！\n");return1;}//从文件中读取单个字符并显示printf("\nThecontentreadfromthefileis:\n");while((ch=fgetc(fp))!=EOF){//读取文件中的每个字符，直到文件结束符putchar(ch);//输出读取的字符}//关闭文件fclose(fp);return0;}示例：使用fgetc和fputc。AI辅助（纯字符）：

fgetc和fputc适合处理纯字符数据，比如文本日志。读写字符串数据读写一个字符串的函数函数功能返回值fgets（str,n,fp）从文件指针变量fp指向的文件读入一个长度为(n-1)的字符串（因为读取时会读取'\0'），存放到字符串str中读取成功，返回str，失败则返回NULLfputs（str,fp）将字符串str写到文件指针变量fp所指向的文件中写入成功，返回0；否则返回非0值

读写字符串数据#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp;charstr[100];//打开文件进行写操作fp=fopen("example.txt","w");if(fp==NULL){printf("Unabletoopenthefileforwritingoperation!\n");return1;}//向文件中写入字符串printf("Pleaseenteralineoftext(pressEntertofinish)：\n");fgets(str,sizeof(str),stdin);//从标准输入读取一行文字fputs(str,fp);//将读取到的字符串写入文件//关闭文件fclose(fp);

示例：使用fgets和fputs//打开文件进行读操作fp=fopen("example.txt","r");if(fp==NULL){printf("Unabletoopenthefileforreadingoperation!\n");return1;}//从文件中读取一行字符串并显示printf("\nThecontentreadfromthefileis：\n");if(fgets(str,sizeof(str),fp)!=NULL){//从文件中读取一行printf("%s",str);//输出读取的字符串}//关闭文件fclose(fp);return0;}AI辅助（删除自动生成的换行符）：fgets会读取换行符，若想去除，可手动把最后一个字符设为'\0'。格式化方式读写文本文件基本调用格式fprintf(文件指针,格式字符串,输出列表);fscanf(文件指针,格式字符串,输入列表);从磁盘文件中读取ASCII字符：fscanf(fp,"%d,%f",&i,&f);按格式把数据写入文件按格式从文件读取数据关键代码AI辅助（删除自动生成的换行符）：

格式化读写的优点是数据可读性强，能用记事本打开查看，但缺点是占用空间较大，且读写速度稍慢。二进制方式读写文件一般调用形式fread(buffer,size,count,fp);fwrite(buffer,size,count,fp);buffer：一个地址。size：指定每个数据项的字节数。count：指定要读写的数据项数量（每个数据项的长度由size决定）。fp：FILE类型的指针，指向打开的文件。示例fread(f,3,10,fp);f：是一个float型数组（表示数组首元素的地址）。3：每个数据项3字节，存储到f数组中。10：从文件指针fp所指向的文件中，读取10个数据项。函数原型

二进制方式读写文件示例：通过fwrite保存员工数据到磁盘文件中。#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#defineSIZE6structEmployee_type{charname[10];intage;intsalary;}emp[SIZE];voidsave(){FILE*fp;inti;//打开文件employees.dat，以只写方式打开二进制文件fp=fopen("employees.dat","wb");if(fp==NULL){printf("Fileopeningfailed！\n");exit(0);}//使用for循环写入员工的信息for(i=0;i<SIZE;i++){ if(fwrite(&emp[i],sizeof(structEmployee_type),1,fp)!=1) printf("Filewriteerror!\n");}//关闭文件fclose(fp);}intmain(){ inti; printf("Pleaseenterdataofemployees:\n"); for(i=0;i<SIZE;i++) scanf("%s%d%d",&emp[i].name,&emp[i].age,&emp[i].salary); save(); return0;}04随机读写文件随机读写文件文件位置标记与定位0102使用rewind函数将文件位置标记指向文件开头。使用fseek函数改变文件位置标记。rewind(fp);fseek(文件类型指针,位移量,起始点);ftell(fp);起始点。使用0、1或2作为起始点，0表示文件开头，1表示当前位置，2表示文件末尾。位移量。以起始点为基准，指定向前或向后的字节数。

位移量应为long类型（在数字末尾加一个L表示long类型）。fseek(fp,50L,0);

//将文件位置标记移动到距离文件开头50个字节处fseek(fp,50L,1);

//将文件位置标记移动到距离当前位置50个字节处fseek(fp,-50,2);

//将文件位置标记从文件末尾向前移动50个字节三个常用函数文件位置标记与定位03使用ftell函数测定文件位置标记的当前位置。ftell(fp);result=ftell(fp);if(result==-1L){printf("error\n");}文件位置标记

随机访问文件数据（1）员工信息文件employees.dat。Zhangsan 358000Lisi 289500 Wangwu 425000 Zhaoliu 307000Qianqi 288900Sunba 226800intmain(){FILE*fp;inti;//打开文件employees.dat，以只读方式打开二进制文件fp=fopen("employees.dat","rb");if(fp==NULL){printf("Thefilefailedtoopen!\n");exit(0);}//使用for循环读取偶数位员工的信息for(i=1;i<6;i+=2){//i=1表示第2位员工，i=3表示第4位员工，i=5表示第6位员工fseek(fp,sizeof(structEmployee_type)*i,0);//跳到第i位员工的位置fread(&emp[i],sizeof(structEmployee_type),1,fp); //读一个数据块到结构体变量printf("%-10s%4d%4d\n",emp[i].name,emp[i].age,emp[i].salary);//输出偶数位员工}//关闭文件fclose(fp);return0;}示例：读取偶数位置（第2、4、6位）的员工信息（利用fseek等函数实现随机读写操作）。（2）参考代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>structEmployee_type{charname[10];intage;intsalary;}emp[6];运行结果05文件综合编程案例文件综合编程案例

文件综合编程案例案例一：创建文本文件并写入字符。#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp;//文件指针charc;//打开文件（写入模式），若文件不存在则创建fp=fopen("test1.txt","w");if(fp==NULL){//检查文件是否打开成功printf("无法打开文件！\n");return1;//异常退出}//写入A-Z（ASCII码65-90）for(c='A';c<='Z';c++){fputc(c,fp);//向文件写入一个字符}fclose(fp);//关闭文件printf("文件创建成功，已写入A-Z！\n");return0;}运行结果

文件综合编程案例案例二：读取文本文件并显示内容。#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp;charc;intcount=0;//打开文件（只读模式）fp=fopen("test1.txt","r");if(fp==NULL){printf("无法打开文件！\n");return1;}printf("文件内容：");//循环读取字符，直到文件结束（EOF）while((c=fgetc(fp))!=EOF){putchar(c);//显示到屏幕count++;//计数}printf("\n字符总数：%d\n",count);fclose(fp);return0;}运行结果文件综合编程案例#include<stdio.h>#include<string.h>intmain(){FILE*fp;charlines[3][50]={"张三20","李四21","王五22"};//待写入的字符串charbuf[50];//读取缓冲区//写入文件fp=fopen("test2.txt","w");if(fp==NULL){printf("无法打开文件！\n");return1;}for(inti=0;i<3;i++){fputs(lines[i],fp);//写入字符串（不含换行符）fputc('\n',fp);//手动添加换行符}fclose(fp);

案例三：使用字符串函数读写多行文本。//读取文件并显示fp=fopen("test2.txt","r");if(fp==NULL){printf("无法打开文件！\n");return1;}printf("文件内容：\n");while(fgets(buf,50,fp)!=NULL){//每次读取一行（最多49个字符）//去除fgets读取的换行符（可选）if(buf[strlen(buf)-1]=='\n'){buf[strlen(buf)-1]='\0';}printf("%s\n",buf);}fclose(fp);return0;}运行结果文件综合编程案例#include<stdio.h>structStudent{//学生信息结构体intid;charname[20];floatscore;};intmain(){FILE*fp;structStudentstu[3]={{101,"张三",90.5},{102,"李四",85.0},{103,"王五",92.5}};structStudenttemp;//临时存储读取的学生信息//写入文件（格式化方式）fp=fopen("students.txt","w");if(fp==NULL){printf("无法打开文件！\n");return1;}案例四：格式化读写学生信息（文本文件）。for(inti=0;i<3;i++){//按格式写入：学号

姓名

成绩fprintf(fp,"%d%s%.1f\n",stu[i].id,stu[i].name,stu[i].score);}fclose(fp);//读取文件（格式化方式）fp=fopen("students.txt","r");if(fp==NULL){printf("无法打开文件！\n");return1;}printf("学生信息：\n");printf("学号\t姓名\t成绩\n");while(fscanf(fp,"%d%s%f",&temp.id,,&temp.score)!=EOF){//按格式读取，直到文件结束printf("%d\t%s\t%.1f\n",temp.id,,temp.score);}fclose(fp);return0;}运行结果：文件综合编程案例#include<stdio.h>structStudent{intid;charname[20];floatscore;};intmain(){FILE*fp;structStudentstu[3]={{101,"张三",90.5},{102,"李四",85.0},{103,"王五",92.5}};structStudenttemp;inti;//二进制写入fp=fopen("students.dat","wb");//"wb"表示二进制写if(fp==NULL){printf("无法打开文件！\n");return1;}

案例五：二进制方式读写结构体数据。//写入整个结构体数组（3个元素）fwrite(stu,sizeof(structStudent),3,fp);fclose(fp);//二进制读取fp=fopen("students.dat","rb");//"rb"表示二进制读取if(fp==NULL){printf("无法打开文件！\n");return1;}printf("学生信息（二进制读取）：\n");printf("学号\t姓名\t成绩\n");//循环读取3个结构体for(i=0;i<3;i++){fread(&temp,sizeof(structStudent),1,fp);//每次读1个结构体printf("%d\t%s\t%.1f\n",temp.id,,temp.score);}fclose(fp);return0;}运行结果：文件综合编程案例#include<stdio.h>structStudent{intid;charname[20];floatscore;};intmain(){FILE*fp;structStudenttemp;inttargetI