第13章文件--C语言程序设计(谭浩强第三版)

1、 第13章 文件v文件概述文件概述v文件类型指针文件类型指针v文件的打开与关闭文件的打开与关闭v文件的读写文件的读写v文件的定位文件的定位v出错的检测出错的检测v文件输入输出小结文件输入输出小结 13.1 C文件概述文件概述文件：存储在外部介质上数据的集合文件：存储在外部介质上数据的集合,是操作系统数据管是操作系统数据管理的单位理的单位使用数据文件的目的使用数据文件的目的1、数据文件的改动不引起程序的改动、数据文件的改动不引起程序的改动程序与数据分离程序与数据分离2、不同程序可以访问同一数据文件中的数据、不同程序可以访问同一数据文件中的数据数据共享数据共享3、能、能长期保存长期保存程序运行的中

2、间数据或结果数据程序运行的中间数据或结果数据文件分类文件分类v按文件的逻辑结构：按文件的逻辑结构：l记录文件：由具有一定结构的记录组成（定长和不定长）记录文件：由具有一定结构的记录组成（定长和不定长）l流式文件流式文件：由一个个字符（字节）数据顺序组成：由一个个字符（字节）数据顺序组成v按存储介质：按存储介质：l普通文件：存储介质文件（磁盘、磁带等）普通文件：存储介质文件（磁盘、磁带等）l设备文件设备文件：非存储介质（键盘、显示器、打印机等）：非存储介质（键盘、显示器、打印机等）v按数据的组织形式：按数据的组织形式：l文本文件文本文件： ASCII文件，每个字节存放一个字符的文件，每个字节存放

3、一个字符的ASCII码码l二进制文件二进制文件：数据按其在内存中的存储形式原样存放：数据按其在内存中的存储形式原样存放如如 int型数型数10000=0 x27100010011100010000内存存储形式内存存储形式0010011100010000二进制形式二进制形式0011000100110000001100000011000000110000ASCII形式形式文本文件特点文本文件特点: :存储量大、速度慢、便于对字符操作存储量大、速度慢、便于对字符操作二进制文件特点二进制文件特点: :存储量小、速度快、便于存放中间结果存储量小、速度快、便于存放中间结果文件处理方法文件处理方法v缓冲文件

4、系统缓冲文件系统：高级高级文件系统，系统自动为正在使用文件系统，系统自动为正在使用的文件开辟内存缓冲区的文件开辟内存缓冲区v非缓冲文件系统非缓冲文件系统：低级文件系统，由用户在程序中为：低级文件系统，由用户在程序中为每个文件设定缓冲区每个文件设定缓冲区磁盘文件磁盘文件输出文件缓冲区输出文件缓冲区输入文件缓冲区输入文件缓冲区程序数据区程序数据区a缓冲文件系统：缓冲文件系统：缓冲区缓冲区指令区指令区程序程序用户数据区用户数据区磁盘磁盘非缓冲文件系统：非缓冲文件系统：13.2 文件类型指针文件类型指针文件结构体文件结构体FILEv 缓冲文件系统为每个正使用的文件在内存开辟文件缓冲文件系统为每个正使用

5、的文件在内存开辟文件信息区信息区v文件信息用系统定义的名为文件信息用系统定义的名为FILE的结构体描述的结构体描述vFILE定义在定义在stdio.h中中typedef structshort level; /缓冲区缓冲区“满满”或或“空空”的程度的程度unsigned flags; /文件状态标志文件状态标志char fd; /文件描述符文件描述符unsigned char hold; /如无缓冲区不读取字符如无缓冲区不读取字符short bsize; /缓冲区的大小缓冲区的大小unsigned char *buffer; /数据缓冲区的位置数据缓冲区的位置unsigned char *cu

6、rp; /指针，当前的指向指针，当前的指向unsigned istemp; /临时文件，指示器临时文件，指示器short token; /用于有效性检查用于有效性检查FILE;文件类型指针文件类型指针v指针变量说明：指针变量说明： FILE *fp;v用法：用法：l文件打开文件打开时，系统时，系统自动自动建立文件结构体，并把指向建立文件结构体，并把指向它的指针返回来，程序通过这个指针获得它的指针返回来，程序通过这个指针获得文件信息文件信息,访问文件访问文件l文件关闭文件关闭后，它的文件结构体被释放后，它的文件结构体被释放文件结构体文件结构体文件类型指针文件类型指针磁盘磁盘fp13.3文件的打开

7、与关闭文件的打开与关闭C文件操作用库函数实现文件操作用库函数实现,库函数包含于库函数包含于stdio.h三个标准文件：三个标准文件：v标准输入标准输入-键盘键盘 stdinv标准输出标准输出-显示器显示器 stdoutv标准出错输出标准出错输出-显示器显示器 stderrv对这三个对这三个标准文件标准文件系统是系统是自动自动打开和关闭（不需要语句来操作）打开和关闭（不需要语句来操作）对文件的读写应该按指定的操作方式打开对文件的读写应该按指定的操作方式打开打开文件使用方式打开文件使用方式: 打开文件打开文件-文件读文件读/写写-关闭文件关闭文件打开文件打开文件fopenv函数原型：函数原型： F

8、ILE *fopen(char *name,char *mode)v功能：按指定方式打开指定的文件功能：按指定方式打开指定的文件v返值：正常打开，为指向文件结构体的指针；返值：正常打开，为指向文件结构体的指针；打开失败，为打开失败，为NULL要打开的文件名使用文件方式例 FILE *fp; fp= fopen (“d:shabkctest.dat”,”r”); 例 FILE *fp; char *filename=“d:shabkctest.dat” fp= fopen(filename,”r”); “r+/rb+” (读写读写)“a/ab” (追加追加)“w/wb” (只写只写)“r/rb”

9、 (只读只读)“w+/wb+” (读写读写)“a+/ab+” (读写读写)为为输入输入打开一个文本打开一个文本/二进制文件二进制文件为为输出输出打开或建立一个文本打开或建立一个文本/二进制文件二进制文件为读为读/写打开一个文本写打开一个文本/二进制文件二进制文件为读为读/写建立一个文本写建立一个文本/二进制文件二进制文件为读为读/写打开或建立一个文本写打开或建立一个文本/二进制文件二进制文件向文本向文本/二进制文件尾二进制文件尾追加追加数据数据文件使用方式文件使用方式含义含义关于关于exit( )函数函数1）用法：）用法：void exit(程序状态值程序状态值);2）功能：关闭已打开的所有文

10、件，结束程序运行，返回操）功能：关闭已打开的所有文件，结束程序运行，返回操作系统，并将作系统，并将“程序状态值程序状态值”返回给操作系统。返回给操作系统。当当“程序状态值程序状态值”为时，表示程序正常退出；为时，表示程序正常退出；非值时，表示程序出错退出。非值时，表示程序出错退出。例 文件打开与测试 FILE *fp; fp=fopen(“aa.c”,“r”); if(fp=NULL) printf(“File open error!n”); exit(0); 说明：说明：1、用带、用带r的方式（的方式（r、rb、r+、rb+）打开文件时）打开文件时，若文件不存在，则返回，若文件不存在，则返回

11、NULL指针。一般用以下方式检查是指针。一般用以下方式检查是否成功打开：否成功打开：exit(0)是程序返回操作系统。是程序返回操作系统。文件关闭文件关闭fclosev作用作用:使文件指针变量与文件使文件指针变量与文件“脱钩脱钩”，释放文件结，释放文件结构体和文件指针构体和文件指针v函数原型：函数原型：int fclose(FILE *fp)v功能：关闭功能：关闭fp指向的文件指向的文件v返值：正常关闭为返值：正常关闭为0;出错时出错时EOF(-1)文件打开时返回的文件类型指针文件打开时返回的文件类型指针磁盘文件磁盘文件输出文件缓冲区输出文件缓冲区输入文件缓冲区输入文件缓冲区程序数据区程序数据

12、区a缓冲文件系统：缓冲文件系统：fclose不关闭文件可能会不关闭文件可能会丢失数据丢失数据13.4 文件的读写文件的读写文件打开之后，就可以对它进行读与写的操作文件打开之后，就可以对它进行读与写的操作了。了。1 读写文件中的一个字符读写文件中的一个字符 2 读写一个字符串读写一个字符串3 读写一个数据块读写一个数据块4 对文件进行格式化读写对文件进行格式化读写13.4 文件的读写文件的读写1、字符、字符I/O:fputc与与fgetcvfputcl函数原型函数原型：int fputc(int c, FILE *fp)l功能：把一字节代码功能：把一字节代码c写入写入fp指向的文件中指向的文件中

13、l返值：正常，返回返值：正常，返回c;出错，为出错，为EOFvfgetcl函数原型：函数原型：int fgetc(FILE *fp)l功能：从功能：从fp指向的文件中读取指向的文件中读取一字节代码一字节代码l返值：正常，返回读到的代码值返值：正常，返回读到的代码值;读到文件尾或出错，为读到文件尾或出错，为EOF 文件文件I/OI/O与终端与终端I/OI/O#define putc(ch,fp) fputc(ch,fp)#define getc(fp) fgetc(fp)#define putchar( c ) fputc(c,stdout)#define getchar( ) fgetc(st

14、din)例例 13.1从键盘输入字符，从键盘输入字符，逐个存到磁盘文件中，逐个存到磁盘文件中，直到输入直到输入#“为止为止#include main() FILE *fp; char ch,*filename=“out.txt”; if(fp=fopen(filename,w)=NULL) printf(cannot open filen);exit(0); printf(Please input string:); ch=getchar(); while(ch!=#) fputc(ch,fp); putchar(ch); ch=getchar(); fclose(fp);运行情况如下：运行情

15、况如下：computercomputer( (输入）输入）computer computer （输出）（输出）同时写到文件同时写到文件out.txtout.txt里里 例例 读文本文件内容，读文本文件内容， 并显示并显示#include main() FILE *fp; char ch,*filename=“out.txt”; if(fp=fopen(filename,”r)=NULL) printf(cannot open filen); exit(0); while(ch=fgetc(fp)!=EOF) putchar(ch); fclose(fp);判断文本文件是否结束 判断判断二进制二

16、进制文件是否结束文件是否结束 while(!feof(fp) c=fgetc(fp); . 例例13.2 文件拷贝文件拷贝vfeofl函数原型：函数原型： int feof(FILE *fp)l功能：判断文件是否结束功能：判断文件是否结束l返值：文件结束，返回真（非返值：文件结束，返回真（非0）；文件未结束，返回）；文件未结束，返回0#include main() FILE *in, *out; char ch,infile10,outfile10; scanf(%s,infile); scanf(%s,outfile); if (in = fopen(infile, r)= NULL) pr

17、intf(Cannot open infile.n); exit(0); if (out = fopen(outfile, w)= NULL) printf(Cannot open outfile.n); exit(0); while (!feof(in) fputc(fgetc(in), out); fclose(in); fclose(out);运行情况如下：运行情况如下：file1.cfile1.cfile2.cfile2.c程序运行结果：程序运行结果：将将file1.cfile1.c文件中的内容文件中的内容复制到复制到file2.cfile2.c中去。中去。 2、数据块、数据块I/O:

18、fread与与fwritev函数原型：函数原型：size_t fread(void *buffer,size_t size, size_t count,FILE *fp)size_t fwrite(void *buffer,size_t size, size_t count,FILE *fp)v功能：读功能：读/写数据块写数据块v返值：成功，返回读返值：成功，返回读/写的块数；出错或文件尾，返回写的块数；出错或文件尾，返回0v说明：说明：ltypedef unsigned size_t;lbuffer: 指向要输入指向要输入/输出数据块的首地址的指针输出数据块的首地址的指针lsize: 每个要

19、读每个要读/写的数据块的大小（字节数）写的数据块的大小（字节数）lcount: 要读要读/写的数据块的个数写的数据块的个数lfp: 要读要读/写的文件指针写的文件指针lfread与与fwrite 一般用于一般用于二进制文件二进制文件的输入的输入/输出输出2 2、数据块读写函数、数据块读写函数(fread()(fread()和和fwrite()fwrite()函数调用函数调用: :fread (buffer,size,countfread (buffer,size,count，fp);fp);fwrite(buffer,size,count,fp);fwrite(buffer,size,coun

20、t,fp); 参数说明：参数说明：bufferbuffer：是一个指针。：是一个指针。 对对fread fread 来说，它是读入数据的存放来说，它是读入数据的存放首首地址。地址。 对对fwritefwrite来说，是要输出数据的存放来说，是要输出数据的存放首首地址地址。sizesize：每个要读：每个要读/ /写的数据块的大小（字节数）写的数据块的大小（字节数）countcount：要读：要读/ /写的数据块的个数写的数据块的个数fpfp： 用来读写的用来读写的文件型指针。文件型指针。freadfread与与fwrite fwrite 一般用于二进制文件的输入一般用于二进制文件的输入/ /输

21、出输出例 float f10; FILE *fp; fp=fopen(“d:shaaa.dat”,“rb”); fread(f,4,2,fp);文件以二进制读文件以二进制读形式打开，此函数从形式打开，此函数从fp所指向的所指向的文件文件d:shaaa.dat中读入中读入2个块长个块长4个字节的数个字节的数据，存储到数组据，存储到数组f中。中。for(i=0;i2;i+) fread(&fi,4,1,fp);例 struct student int num; char name20; char sex; int age; float score3; stud10; for(i=0;i10

22、;i+) fread(&studi,sizeof(struct student),1,fp); fwrite(&studi,sizeof(struct student),1,fp);例例13.3 从键盘输入从键盘输入4个学生数据，把他们转存到磁盘文件中去个学生数据，把他们转存到磁盘文件中去#include #define SIZE 2struct student_type char name10; int num; int age; char addr15;studSIZE; /*定义结构定义结构*/main() int i; for(i=0;iSIZE;i+)scanf(%s

23、%d%d%s,,&studi.num, &studi.age,studi.addr); save();/写入到文件写入到文件stu_dat display();再从再从stu_dat中读中读void save() /从内存数组从内存数组stud写入到文件写入到文件stu_dat中中 FILE *fp; int i; if(fp=fopen( d:sha1stu_dat ,wb)=NULL) printf(cannot open filen); return; for(i=0;iSIZE;i+) if(fwrite(&studi,sizeof(stru

24、ct student_type),1,fp)!=1) printf(file write errorn); fclose(fp);void display()/再从再从stu_dat中读到内存数组中读到内存数组stud中中 FILE *fp; int i; if(fp=fopen(“d:sha1stu_dat,rb)=NULL) printf(cannot open filen); return; for(i=0;iSIZE;i+) fread(&studi,sizeof(struct student_type),1,fp); printf(%-10s %4d %4d %-15sn,s

25、, studi.num,studi.age,studi.addr); fclose(fp);3、格式化、格式化I/O:fprintf与与fscanfv函数原型：函数原型：int fprintf(FILE *fp,const char *format,argument,)int fscanf(FILE *fp,const char *format,address,)v功能：按格式对文件进行功能：按格式对文件进行I/O操作操作v返值：成功返值：成功,返回返回I/O的个数的个数;出错或文件尾出错或文件尾,返回返回EOF例例 fprintf(fp,“%d,%6.2f”,i,t); /

26、将将i和和t按按%d,%6.2f格式输出到格式输出到fp文件文件 fscanf(fp,“%d,%f”,&i,&t); /若文件中有若文件中有3,4.5 ,则将则将3送入送入i, 4.5送入送入t例例 从键盘按格式输入数据存到磁盘文件中去从键盘按格式输入数据存到磁盘文件中去#include main() char s80,c80; int a,b; FILE *fp; if(fp=fopen(test,w)=NULL) puts(cant open file); exit() ; fscanf(stdin,%s%d,s,&a);/*read from keaboard*/

27、 fprintf(fp,%s %d,s,a);/*write to file*/ fclose(fp); if(fp=fopen(test,r)=NULL) puts(cant open file); exit(); fscanf(fp,%s%d,c,&b);/*read from file*/ fprintf(stdout,%s %d,c,b);/*print to screen*/ fclose(fp);4、字符串、字符串I/O: fgets与与fputsv函数原型：函数原型：char *fgets(char *s,int n,FILE *fp) int fputs(char *s

28、,FILE *fp)v功能：从功能：从fp指向的文件读指向的文件读/写一个字符串写一个字符串v返值：返值：lfgets正常时返回读取字符串的首地址；出错或文件尾，返回正常时返回读取字符串的首地址；出错或文件尾，返回NULLlfputs正常时返回写入的最后一个字符；出错为正常时返回写入的最后一个字符；出错为EOF例例 从键盘读入字符串存入文件，再从文件读回显示从键盘读入字符串存入文件，再从文件读回显示fgetsfgets从从fpfp所指文件读所指文件读n-1n-1个字符送入个字符送入s s指向的内存区指向的内存区, ,并在最后加一个并在最后加一个00( (若读入若读入n-1n-1个字符前遇换行符

29、或文件尾（个字符前遇换行符或文件尾（EOFEOF）即结束即结束) )fputsfputs把把s s指向的字符串写入指向的字符串写入fpfp指向的文件指向的文件#includemain() FILE *fp; char string81; if(fp=fopen(file.txt,w)=NULL) printf(cannt open file);exit(0); while(strlen(gets(string)0) fputs(string,fp); fputs(n,fp); fclose(fp); if(fp=fopen(file.txt,r)=NULL) printf(cannt open

30、 file);exit(0); while(fgets(string,81,fp)!=NULL) fputs(string,stdout); fclose(fp);13.5 文件的定位文件的定位几个概念几个概念v文件位置指针文件位置指针-指向当前读写位置的指针指向当前读写位置的指针v读写方式读写方式l顺序读写：位置指针按字节位置顺序移动，叫顺序读写：位置指针按字节位置顺序移动，叫l随机读写：位置指针按需要移动到任意位置，叫随机读写：位置指针按需要移动到任意位置，叫1、rewind函数函数v函数原型：函数原型： void rewind(FILE *fp)v功能：重置文件位置指针到文件开头功能：重

31、置文件位置指针到文件开头v返值：无返值：无例例 对一个磁盘文件进行显示和复制两次操作对一个磁盘文件进行显示和复制两次操作#include main() FILE *fp1,*fp2; fp1=fopen(d:shabk4.c,r); fp2=fopen(d:shabk41.c,w); while(!feof(fp1) putchar(getc(fp1); rewind(fp1); while(!feof(fp1) putc(getc(fp1),fp2); fclose(fp1); fclose(fp2);2、fseek函数函数v函数原型：函数原型： int fseek(FILE *fp,lon

32、g offset,int whence)v功能：改变文件位置指针的位置功能：改变文件位置指针的位置v返值：成功，返回返值：成功，返回0；失败，返回非；失败，返回非0值值文件指针文件指针位移量（以起始点为基点位移量（以起始点为基点,移动的字节数移动的字节数)0 前进移动前进移动0 后退移动后退移动起始点起始点文件开始文件开始 SEEK_SET 0文件当前位置文件当前位置 SEEK_CUR 1文件末尾文件末尾 SEEK_END 2例例 fseek(fp,100L,0); fseek(fp,50L,1); fseek(fp,-10L,2); 3、ftell函数函数v函数原型：函数原型： long f

33、tell(FILE *fp)v功能：返回位置指针当前位置功能：返回位置指针当前位置(用相对文件开头的位移用相对文件开头的位移量表示量表示)v返值：成功，返回当前位置指针位置；失败，返回返值：成功，返回当前位置指针位置；失败，返回-1L，例例 磁盘文件上有磁盘文件上有3个学生数据，要求读入第个学生数据，要求读入第1，3学生数据并显示学生数据并显示main() int i; FILE *fp; if(fp=fopen(studat,rb)=NULL) printf(cant open filen);exit(0); for(i=0;i3;i+=2) fseek(fp,i*sizeof(struct

34、 student_type),0); fread(&studi,sizeof(struct student_type),1,fp); printf(%s %d %d %sn, ,studi.num,studi.age,studi.addr); fclose(fp);#include struct student_type int num; char name10; int age; char addr15;stud3;#includestdio.h main() FILE *fp; char filename80; long length; gets(filenam

35、e); fp=fopen(filename,rb); if(fp=NULL) printf(file not found!n); else fseek(fp,0L,SEEK_END); length=ftell(fp); printf(Length of File is %1d bytesn,length); fclose(fp); 例例 求文件长度求文件长度(ch12_101.c)13.6 出错的检测出错的检测ferror函数函数v函数原型：函数原型： int ferror(FILE *fp)v功能：测试文件是否出现错误功能：测试文件是否出现错误v返值：未出错，返值：未出错，0；出错，非；出

36、错，非0v说明说明l每次调用文件输入输出函数，均产生一个新的每次调用文件输入输出函数，均产生一个新的ferror函数值，函数值，所以应及时测试所以应及时测试lfopen打开文件时，打开文件时，ferror函数初值自动置为函数初值自动置为0clearerr函数函数v函数原型：函数原型： void clearerr(FILE *fp)v功能：使文件错误标志置为功能：使文件错误标志置为0v返值：无返值：无v说明：出错后，错误标志一直保留，直到对同说明：出错后，错误标志一直保留，直到对同一文件调一文件调clearerr(fp)或或rewind或任何其它一个输或任何其它一个输入输出函数入输出函数例例 ferror()与与clearerr()举例举