《新编C语言程序设计教程》课件第11章

第11章文件类型11.1文件类型与文件指针11.2文件的打开与关闭11.3文件的读写与建立11.4文件辅助操作11.5程序设计举例11.1文件类型与文件指针1.文本文件和二进制文件C语言文件把数据看作是一连串的字符（字节）。C语言文件是一个字符（字节）的序列，是一字符流或字节流，是一种流式文件。根据数据的组织形式，可分为文本文件和二进制文件。

文本文件又称为ASCII文件，每一个字节中存放一个ASCII代码，代表一个字符。例如，一个整数123，若用ASCII文件存放，占3个字节的存储单元，1、2、3各用一个字节存储。而1、2、3的ASCII码分别为49、50、51，故123用ASCII文件存放时，存放形式为001100010011001000110011。二进制文件是直接用数据的二进制形式存放。例如，对整数123，二进制为0000000001111011，用二进制文件存放，需2个字节，存放形式为0000000001111011。2.缓冲文件系统和非缓冲文件系统

在缓冲文件系统中，系统自动在内存中为每个正在使用的文件开辟一个缓冲区，文件的存取都是通过缓冲区进行的。缓冲区相当于一个中转站，它的大小由具体的C版本规定，一般为512字节。缓冲文件系统原来用于处理文本文件。在非缓冲文件系统中，系统不为所打开的文件自动开辟缓冲区，缓冲区的开辟由程序完成。非缓冲文件系统原来用于处理二进制文件。

ANSIC不再采用非缓冲文件系统，而只采用缓冲文件系统，在处理二进制文件时，也通过缓冲文件系统进行。ANSIC通过扩充缓冲文件系统，使缓冲文件系统既能处理文本文件，又能处理二进制文件。

3.内部文件和外部文件

存放在外部介质上的文件称为外部文件，通过文件名标识。C程序中的文件称为内部文件，用文件指针来描述。程序中要实现对文件的处理，先必须在内部文件与外部文件之间建立联系，打开文件；然后方可对文件进行操作。文件最基本的操作是读写操作；操作完成应当切断内部文件与外部文件之间的联系，关闭文件。对文件进行的所有操作通过C编译系统提供的标准函数完成，这些函数的信息包含在头文件“stdio.h”中。11.1.2文件类型

在缓冲文件系统中，系统为每个被使用的文件都在内存中开辟一个区域，用来存放文件名、文件状态、缓冲区状态及文件当前位置等信息，这些信息保存在一个结构体变量中。文件类型是一个特殊的结构体类型，一般命名为FILE。用户可以直接使用FILE来定义文件类型变量，存放要处理的文件的基本信息。各种C编译系统的FILE定义可以不同，但均包含进行文件处理所需的基本信息。下面是TURBOC中对FILE的定义：typedefstruct{shortlevel；unsignedflags；charfd；unsignedcharhold；shortbsize；unsignedchar*buffer；unsignedchar*curp；unsignedistemp；shorttoken；}FILE；11.1.3文件指针变量

对文件的描述，往往通过指向文件的文件指针变量来进行。文件指针变量定义的形式为：

FILE*文件指针变量；例如：FILE*fp，*fpa［10］；定义了文件指针变量fp和文件指针变量数组fpa。文件指针变量fp及文件指针变量数组fpa的每个分量可以指向一个文件的信息。11.2文件的打开与关闭11.2.1文件的打开

文件的打开用fopen（）函数完成，调用方式通常为：

fp=fopen（文件名，文件使用方式）；

文件使用方式共有12种，用特定字符形成的字符串来描述。

(1)″r″方式，以只读方式打开文本文件。这时从文件中读数据到内存，故要求文件已经存在。用″r″方式打开的文件只能读，不能同时写。

(2)″w″方式，以只写方式打开文本文件。这时将内存中的数据写入到磁盘文件中。若文件不存在，建立新文件；若文件存在，则刷新文件，重新建立。用″w″方式打开的文件只能写，不能同时读。(3)″a″方式，为文本文件的追加方式。用于向已存在的文件尾部追加新的数据，而文件中原来的数据不被破坏。

(4)″r+″、″w+″、″a+″方式，打开的文本文件既能读又能同时写。

″r+″方式：在读的同时可以进行写。读写位置指针在头部，若原来存在此文件，则以覆盖方式写。

″w+″方式：在写的同时可以进行读。由于打开文件时，文件原来的内容被刷新，一般不要在打开文件后立即读文件。

″a+″：在追加的同时可以进行读。读文件时，从文件首部开始；写文件时，在文件尾部追加。(5)″rb″、″wb″、″ab″、″rb+″、″wb+″、″ab+″是使用二进制文件相应的六种方式。打开文件可得到三个信息：①要访问的文件名。②使用文件的方式。③哪一个指针变量用于指向被打开的文件。打开成功，返回文件指针（文件信息区的起始地址）；不能打开，返回空指针。

例如：

(1)fp=fopen（″student.dat″，″w″）；以只写方式打开当前盘当前目录下的文本文件中的学生数据文件，用户可将数据写入此磁盘文件中。

(2)fp=fopen（″c：\cj\cjc.dat″，student.dat″，″r″）；以只读方式打开C盘成绩子目录下C语言成绩文件，用户可将文件中数据读出来。但此文件必须存在，否则会出错。(3)fp=fopen（″PRG″，″ab+″）；打开二进制文件PRG，在读的同时也可以写。为确保文件的读写操作，对文件是否已正常打开往往加上if语句进行控制。例如：

if（fp=fopen（（″student.dat″，″w″）==NULL） {printf（″不能打开文件！″）；

exit（0）；

}

说明：

(1)不是所有编译系统均提供以上12种文件使用方式。

(2)用″r″、″rb″方式打开的文件必须已经存在。

(3)用″w″、″wb″方式打开的文件，可以存在也可以不存在。不存在时，则新建文件；存在时，重新建立，原文件内容不被保留。

(4)在读写文本文件时，对回车换行符要进行转换，读时回车换行符转换成换行符，写时回车换行符转换成回车、换行两个字符。对二进制文件，不进行这种转换。(5)程序运行时，系统自动打开标准输入stdin、标准输出stdout、标准出错输出stderr三个标准文件。stdin、stdout、stderr由系统自动定义，可直接使用。

(6)标准设备文件可与普通文件一样操作，但将产生特殊效果。如写到打印机，将在程序中实现打印输出控制。11.2.2文件的关闭

文件在使用完后，应及时关闭。文件的关闭用fclose（）函数完成，调用方式为：

fclose（文件指针变量）；关闭文件将使文件指针变量与文件名脱钩，即指针变量不再指向该文件。文件关闭后不能再用该指针变量对文件进行操作，该指针变量可再指向其它文件。顺利执行了关闭操作，将返回函数值0。如返回一个非0值，则表示文件关闭出错。11.3文件的读写与建立11.3.1字符级数据的读和写1.字符级数据的读

函数原型：

intfgetc（FILE*fp）；功能：从文件指针fp所指向的文件中读取一个字节的代码值（字符），作为函数的返回值。正常情况下为一个字符，读到文件尾或出错时为EOF（-1）。

说明：

(1)读完一字节数据后，文件指针自动后移。

(2)getc和fgetc是等价的宏。

(3)若文件指针为stdin，则fgetc（stdin）功能与getchar（）等价。2.字符级数据的写

函数原型：

intfputc（intch，FILE*fp）；功能：将ch写入文件指针fp所指向的文件中。写入成功返回字符值，不成功返回值EOF。说明：

(1)写入数据前，文件指针自动后移。

(2)puttc和fputc是等价的宏。

(3)若文件指针为stdout，则fputc（stdout）功能与puttchar（）等价。

(4)文件的建立通过写操作完成。11.3.2字级数据的读和写1.字级数据的读

函数原型：

intgetw（FILE*fp)；功能：从文件指针fp所指文件中读一个字的数据（整数），并以它作为函数的返回值。说明：非标准C所提供函数。2.字节数据的写

函数原型：

intputw（intw，FILE*fp)；功能：写一个字的数据（整数）到文件指针fp所指的文件中，并以它作为函数的返回值。说明：非标准C所提供函数。11.3.3字符串级数据的读和写1.字符串数据的读

函数原型：

char*fgets（char*str，intlen，FILE*fp）；

功能：

从文件指针fp所指的文件中读入一个长度为len-1的字符串，送入到str所指内存地址中。返回值为str的首地址，若读到文件尾或出错，则返回值为NULL。

说明：

(1)字符串读入后在最后加结尾符′\0′。

(2)将读到的回车符作为字符存储。这点与gets（）函数不同，gets（）把读到的回车符转换成结尾符。

(3)字符串数据的读和写亦称“行处理”。2.字符串数据的写函数原型：

intfputs(char*str,FILE*fp)；功能：将str指针所指字符串写入到文件指针fp所指文件中。若该函数成功调用，返回函数值0，否则返回函数值非0。11.3.4数据块数据的读和写1.数据块数据的读函数原型：

unsignedfread（void*buffer，unsignedsize，unsignedcount，FILE*fp）；功能：从文件指针fp所指的文件中读取count个大小为size字节的数据块到buffer指针所指的内存中。读到的数据可能含有各种不同的类型。若该函数成功调用，返回count的值。

例如：

inta［100］；

fread（a，2，100，fp）；/*从fp读取100个大小为2字节的数据块（整数）到数组a中*/2.数据块数据的写

函数原型：

unsignedfwrite（void*buffer，unsignedsize，unsignedcount，FILE*fp）；

功能：向文件指针fp所指的文件写入由buffer指针所标识的count个大小为size字节的数据块。若该函数成功调用，返回count的值。例如：

inta［100］；

……

fwrite（a，2，100，fp）；/*将整个数组a写入文件fp中*/11.3.5格式化数据的读和写1．格式化读函数原型：

intfscanf(FILE*fp，格式字串，地址表)；功能：按指定格式从文件fp中读取数据至指定地址。例如：

inti，j；

floatf；

fscanf(fp，"%d%d%f", &i,&j,&f)；/*从fp中按指定格式读取数据至i、j、f中*/2．格式化写函数原型：

intfprintf(FILE*fp，格式字串，变量表)；功能：按指定格式将给定数据写入文件fp中。使用fscanf( )和fprintf( )函数对磁盘文件进行读和写相当方便，但是输入时需将ASCII码转换为二进制，输出时需将二进制转换成ASCII码，费时间，故一般较少采用，而是使用fread( )和fwrite( )函数。11.3.6文件的建立步骤对文件操作前必须打开文件，文件打开后才可进行读写操作，操作完成应关闭文件。文件的建立步骤如下：

(1)以写方式打开文件。

(2)将数据写入文件，多个数据反复写入。

(3)写完数据关闭文件。例11-1

定义一个函数，建立存放26个英文小写字母的文件LF.DAT。voidcreatfile（）{charl；

FILE*fp；

if（（fp=fopen（″LF.DAT″，″w″））==NULL）/*打开文件*/{printf（″不能打开文件！″）；

exit（0）；

}for（l=′a′；l<=′z′；l++）/*写入数据*/fputc（l，fp）；

fclose（fp）；/*关闭文件*/}

例11-2

定义一个函数，建立存放某班50个同学姓名、C语言成绩的数据文件CCJ.DAT，原始数据由数组参数传入。voidcreatfile（floatx［］）{inti；

FILE*fp；

if（（fp=fopen（″CCJ.DAT″，″wb″））==NULL）/*打开文件*/{printf（″不能打开文件！″）；

exit（0）；

}for（i=0；i<=50；i++）/*写入数据*/fwrite（x+i，4，1，fp）；

fclose（fp）；/*关闭文件*/}

写入数据也可以整体一次完成：

fwrite（x，4，50，fp）；

(1)文件的建立在操作系统下可通过改向操作完成。

(2)数据源文件也可通过任何字处理软件建立。

(3)执行一个向打印机写的操作，可在程序中实现数据的打印输出。例如：

fp=fopen（″PRN：″，″w″）；

fputs（″HUNANCOMPUTER″，fp）；/*打印输出HUNANCOMPUTER*/打印输出也可直接使用系统提供的打印机文件指针stdprn。11.3.7文件的读取控制

是不是处于文件尾部，可用文件结尾标志EOF来判断，还可用feof( )函数来判断，即

(1) while(fgetc(fp)!=EOF) {读取数据}(2) while(!feof(fp)){读取数据}

对于二进制文件，由于最后一个数据可能为−1(EOF)，因此最好用feof( )函数控制读取。当然，读文件前应先打开文件，读完数据后应该关闭文件。

例11-3

从上例建立的文件CCJ.DAT中读出学生的C语言成绩，求出每个学生与平均成绩之差。/*程序11-3，求每个学生与平均成绩之差*/structst{char*name；

floatcj；}C［200］；/*假定学生人数不超过200人*/main（）{inti=0，n；

floatsum=0，av；

floatsav［200］；/*与平均成绩之差*/FILE*fp；FILE*fp；if((fp=fopen("CCJ.DAT"，"rb"))==NULL)/*打开文件*/{printf("不能打开文件!")；

exit(0);}while(!feof(fp))/*读数据，同时进行累加*/{fread(c+i，6，1，fp)；

sum+=c[i].cj；

i++；

}n=i；av=sum/n；/*求平均成绩*/for(i=0；i<n；i++)/*求与平均成绩之差并输出*/{sav[i]=c[i].cj−av；

printf("%s，%6.1f，%6.1f\n"，c[i].name，c[i].cj，sav[i])；

}11.4文件辅助操作1.反绕函数函数原型：

voidrewind（FILE*fp）；功能：使文件的读写位置指针返回文件开头。2.随机定位函数

函数原型：

intfseek（FILE*fp，longintnumbytes，intorigin）；

功能：将文件的位置指针移动numbytes个字节，numbytes为正数表示后移，为负数表示前移。其中移动的开始位置由origin确定，origin的值可以为0、1、2，或SEEK-SET、SEEK-CUR、SEEK-END，分别代表“文件开头”、“当前位置”、“文件末尾”三个特殊位置。

例如：

(1)fseek（fp，100l，0）；/*将文件的位置指针移动到离文件开头100个字节处*/(2)fseek（fp，50l，1）；/*将文件的位置指针向前移动50个字节处*/(3)fseek（fp，-10l，2）；/*将文件的位置指针向后移10个字节处*/利用随机定位函数实现对文件的随机读写。3.求当前读写位置函数函数原型：

longintftell（FILE*fp）；功能：得到文件的当前读写位置指针，用相对于文件开头的位移量来表示。若出现调用错误，返回值为-1。4.出错检测函数

函数原型：

intferror（FILE*fp）；功能：检查文件中各种输入输出函数调用是否出错。若得到的函数值为0，表示未出错；得到的函数值非0，表示出错。调用fopen（）函数时，ferror初值自动置0。5.初始化清零函数函数原型：

voidclearerr（FILE*fp）；功能：清除文件错误标志和文件结束，将文件错误标志和文件结束标志置0。输入输出函数调用出错后，出错标志一直保留，直到对同一文件调用clearerr（）函数、rewind（）函数或任一输入输出函数。11.5程序设计举例

例11-4

从键盘输入若干字符，存入某磁盘文件中，然后从文件中读取数据打印输出。/*程序11-4，输入若干字符至文件，并打印输出*/main（）{charch，*fname；

FILE*fp，*pp；

scanf（″%s″，fname）；/*输入磁盘文件名*//*建立文件*/if（（fp=fopen（fname，″w″））==NULL）

{printf（″文件不能打开！″）；exit(0)；

}ch=getchar( )；/*从键盘读数据并写入文件fp*/while(ch!='\n'){fputc(ch，fp)；

ch=getchar( )；

}fclose(fp)；/*从刚建立的磁盘文件中读取数据，并打印输出*/if((fp=fopen(fname，"r"))==NULL)/*打开数据文件*/{ printf("数据文件不能打开!")；

exit(0)；

}if（（pp=fopen（″PRN：″，″w″））==NULL）

{printf（″打印机没能连接！″）；

exit（0）；

}ch=fgetc（fp）；

while（！feof（fp））

{fprintf（pp，″%6c″，ch）；

ch=fgetc（fp）；

}fclose（fp）；

fclose（pp）；}

例11-5

学生信息包含有学号、姓名、年龄、成绩及住址，从键盘输入n个学生的这些信息，然后存入一个磁盘文件STUDENT.DAT中。算法提示：

(1)学生信息含有不同类型的数据，故用结构体数组描述。

(2)为方便使用，文件的建立用函数完成，学生信息写入文件时用fwrite()函数进行。程序如下：/*程序11-5，建立学生信息文件*/＃defineSIZE200structstudent{intnum；

char*name；

intage；

floatscore；

char*addr；}stud［SIZE］；/*学生数组*/intn；/*学生人数*/voidsave（）/*建立文件STUDENT.DAT*/{FILE*fp；

inti；

if（（fp=fopen（″STUDENT.DAT″，″wb″））==NULL）

{printf（″不能建立文件！″）；

exit（0）；

}for（i=0；i<n；i++）

if（fwrite（&stud［i］，sizeof（structstudent），1，fp）！=1）

{printf（″文件不能写！\n″）；

exit（0）；

}fclose（fp）；

}main（）{inti；

scanf（″%d″，&n）；

for（i=0；i<n；i++）/*从键盘输入数据*/scanf（″%d%s%d%f%s″，&stud［i］.mum，stud［i］.name，&stud［i］.age，&stud［i］.score，stud［i］.addr）；

save（）；/*调用函数建立文件*/}

例11-6

文件auto.dat存放了某道路同一时间各路段的车流信息，内容如下表。从文件中读取数据，计算各路段的车流量。车型路段1路段2路段3路段4BUS1001208098JEEP50997090TRUCK76234200190CAR234400365380MOTO800650700740/*例11-6，分段车流量计算*/main( ){ structat{char*name；

intnum[4]；

}auto[5]；/*原始数据*/FILE*fp；

inti，j；

intvehicle[4]；/*输出数组*/if((fp=fopen("auto.dat"，"rb"))==NULL)/*打开文件*/{printf("不能打开文件!")；

exit(0);}i=0；while(! feof(fp))/*读数据*/{fread(auto+i，10，1，fp)；

i++；

}for(i=0；i<4；i++)/*计算车分段流量*/{vehicle[4]=0；

for(j=0；j<5；j++)vehicle[i]+=auto[j].num[i]；

}printf("路段1路段2路段3路段4\n")；for(i=0；i<4；i++)/*输出*/printf("%8d"，vehicle[i])；}运行结果： 路段1路段2路段3路段41260150314151538

例11-7

编写类似DOS的拷贝命令的文件复制程序。算法提示：

(1)进行文件复制时需给出源文件与目标文件，程序中利用主函数的参数通过命令行获得。

(2)进行文件复制时反复从源文件中读，向目标文件写。程序如下：/*程序11-7，文件复制程序*/main(intargc，char*argv[]){inti；

FILE*fps，*fpt；

if(argc!=3){puts("命令行参数格式是：执行文件名源文件名目标文件名")；exit(0)；}if((fps=fopen(argv[1]，"rb"))==NULL){printf("源文件不能打开!")；

exit(0)；

}if((fpt=fopen(argv[2]，"wb"))==NULL){printf("目标文件不能建立!")；

exit(0)；

}while(!feof(fps)){fread(&i，2，1，fps)；fwrite(&i，2，1，fpt)；

}fclsoe(fps)；fclose(fpt)；}

例11-8

将例11-5建立的磁盘文件STUDENT.DAT首先在屏幕上输出文件内容，然后使指针移到开头，实现文件的复制。本题对文件的操作有显示输出和复制两种，但不是同时进行，故会涉及到指针移动，可用rewind( )函数将源文件指针移回文件开头。程序如下：/*程序11-8，文件的输出复制操作*/#defineSIZE200structstudent{intnum；

char*name；

intage；

floatscore；

char*addr；

}stud；main( ){FILE*fp1，*fp2；

char*tname；inti=0；if((fp1=fopen("STUDENT.DAT"，"rb"))==NULL){printf("不能打开文件!")；

exit(0)；

}while(!feof(fp1))/*屏幕输出*/{fread(&stud，sizeof(structstudent)，1，fp1);printf("%6d%16s%8d%8.1f%28s\n"，stud.mum，，stud.age，stud.score，stud.addr)；}puts("请输入目标文件名")；gets(tname)；

rewind(fp1)；if((fp2=fopen(tname，"wb"))==NULL){printf("不能建立文件!")；

exit(0)；

}while(!feof(fp1))/*复制文件*/{fread(&stud，sizeof(structstudent)，1，fp1)；

fwrite(&stud，sizeof(structstudent)，1，fp2)；

}fclose(fp1)；

fclose(fp2)；}

例11-9

某书店库存数据保存在库存文件BK中，每天的销售数据保存在销售文件BX中。编写程序，根据当天的销售数据调整库存文件。算法提示：

(1)用一临时文件BT先保存调整后的库存。

(2)从库存文件BK中读出库存数据减去从销售文件BX中读出的对应销售数据进行库存调整，写入临时库存文件BT。

(3)操作完毕，将临时库存文件BT改名为原库存文件BK。程序如下：

/*程序11-9，文件合并操作*/ structbook {char*name；