模块7-位运算与文件

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C语言程序设计任务式教程（微课版）

VisualC++2计算机工程学院模块7位运算与文件

任务1位运算任务2文件

3计算机工程学院任务1位运算学习目标掌握六种位运算的运算符与格式、运算规则。n位n位图7-1二进制的循环移位图解4计算机工程学院案例1二进制的循环移位1．问题描述

实现二进制的循环移位。设待移位的数为a，移位情况如图示，假设系统中2个字节存放一个整数。

7.1.1案例讲解

Before:00000000000000011Leftbitsmove1result:Binary:0000000000000010Hex:21Rightbitsmove1result:Binary:1000000000000000Hex:80002Leftbitsmove1result:Binary:0000000000000100Hex:42Rightbitsmove1result:Binary:0000000000000001Hex:12.编程分析

该问题的要求，在于将待移位数a分成两部分，然后交换这两部分的位置。从而可知，需要增加两个变量来存储变量a的两部分的值，而这些操作都需要求助于位运算。程序描述如下：5计算机工程学院voidmain(){定义无符号整型变量a,b,c定义整型变量n输入待移动数a和所移动位数n对数a左移16-n位后的结果给变量b对数a右移n位后的结果给变量c对变量b,c做按位或运算，计算结果给变量c输出变量a和c}n位n位图7-1二进制的循环移位图解6计算机工程学院3．编写源程序/*EX7_1.CPP*/#include<stdio.h>voidmain(){unsignedshortunsignedA,unsignedB,unsignedC;intintN;printf("请输入一个无符号整型变量unsignedA的值：");scanf("%u",&unsignedA);printf("请输入移位位数intN的值：");7计算机工程学院

scanf("%d",&intN);unsignedB=unsignedA<<(16–intN);unsignedC=unsignedA>>intN;unsignedC=unsignedC|unsignedB;printf("unsignedA的值：%o\n",unsignedA);printf("unsignedC的值：%o\n",unsignedC);}4．运行结果8计算机工程学院图7-2案例1运行结果5．归纳分析在本案例中，使用了左移位运算、右移位运算和按位或运算相配合，实现二进制的循环移位。9计算机工程学院该程序运行的一个实例，输入unsignedA的值为174，移动位数intN的值为2，则运行结果如图。其中：十进制数174（即为八进制数256）的二进制数为0000000010101110（按题设要求为2个字节），循环移动2位，则循环移位后的二进制结果为1000000000101011（即为八进制数100053）。A:0000000010101110(AE174)循环移动2位：1000000000101011(802B)10计算机工程学院

7.1.2基础理论

C语言中提供给开发人员一种位的运算，这种位的运算常用在检测和控制领域中，这和C语言的特性关系非常大，因为C语言是具有高级语言的特点和低级语言的功能，能完成一些汇编语言所能完成的功能。给开发人员提供了一定的简便。C语言提供了六种位运算，下面分别介绍。1．按位与运算(&)

(1)格式：x&y(2)规则：按位与运算符“&”是双目运算符。其功能是参加运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1，11计算机工程学院否则为0。参加运算的数以补码方式出现。例如：9&5可写算式如下

00001001

&0000010100000001结果为：9&5=1。(3)主要用途：用来对某些位清0或保留某些位。例如：把a的高八位清0，保留低八位，可作a&255运算(255的二进制数为0000000011111111)。12计算机工程学院2．按位或运算符(|)(1)格式：x|y(2)规则：按位或运算符“|”是双目运算符。其功能是参加运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。参加运算的两个数均以补码出现。例如：9|5可写算式如下

00001001

|0000010100001101结果为：9|5=1313计算机工程学院

(3)主要用途：常用来将源操作数某些位置1，其他位不变。例如：把a的低八位置1，保留高八位，可作a|255运算(255的二进制数为0000000011111111)。3．按位异或运算(^)

(1)格式：x^y(2)规则：按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参加运算的两数各对应的二进位相异或，当两对应的二进位相异时，结果为1。参加运算数仍以补码出现。例如：9^5可写成算式如下14计算机工程学院

00001001

^0000010100001100

结果为：9^5=12

(3)主要用途：常用来将源操作数某些特定位的值取反，其他位不变。

例如：把a的低八位取反，保留高八位，可作a^255

运算(255

的二进制数为0000000011111111)。15计算机工程学院4．求反运算(~)

(1)格式：~x(2)规则：求反运算符~为单目运算符，具备右结合性。其功能是对参加运算的数的各二进位按位求反。例如：~9可写成算式如下

~00000000000010011111111111110110结果为：~9=-1016计算机工程学院5．左移运算（<<）(1)格式：x<<位数(2)规则：左移运算符“<<”是双目运算符。其功能是把“<<”左边的运算数的各二进位全部左移若干位，“<<”右边的数指定移动的位数。低位补0，高位溢出。例如：设a=15，a<<2表示把000001111左移为00111100(十进制60)。17计算机工程学院6.位右移（>>）(1)格式：x>>位数(2)规则：使操作数的各位右移，高位补0，低位溢出。例如：5>>2=100000101右移两位

0000000118计算机工程学院

7.1.3技能训练

【实验7-1】运行下面的程序，分析运行结果。

/*EX7_2.CPP*/#include<stdio.h>voidmain(){intintA=0x36,intB=0xc0,intC;intC=intA&intB;printf("intA=%x\nintB=%x\nintC=%x\n",intA,intB,intC);}19计算机工程学院该程序利用按位与运算，把变量a的所有位清0。运行结果如图7-3所示。图7-3程序EX7_2运行结果20计算机工程学院【实验7-2】运行下面的程序，分析运行结果。

/*EX7_3.CPP*/#include<stdio.h>voidmain(){intintA,intB=255,intC;scanf("%d",&intA);intC=intA&intB;printf("intA=%x\nintB=%x\nintC=%x\n",intA,intB,intC);}21计算机工程学院该程序利用按位与运算，把变量a的高八位清0，保留低八位。假设输入变量intA的值为：12345，则运行结果如图7-4。图7-4程序EX7_3运行结果22计算机工程学院【实验7-3】运行下面的程序，分析运行结果：

/*EX7_4.CPP*/#include<stdio.h>voidmain(){intintA=9,intB=1,intC;intC=intA&intB;printf("intA=%xintB=%xintC=%x\n",intA,intB,intC);}23计算机工程学院该程序利用按位与运算，把变量intA的最低位取出。运行结果如图7-5。图7-5程序EX7_4运行结果24计算机工程学院【实验7-4】运行下面的程序，分析运行结果：

/*EX7_5.CPP*/#include<stdio.h>voidmain(){intintA,intB=31,intC;scanf("%d",&intA);intC=intA|intB;printf("intA=%xintB=%xintC=%x\n",intA,intB,intC);}25计算机工程学院该程序利用按位或运算，将变量intA的低5位置为1。假设输入变量intA的值为：6，则运行结果如图7-6。图7-6程序EX7_5运行结果26计算机工程学院【实验7-5】运行下面的程序，分析运行结果：

/*EX7_6.CPP*/#include<stdio.h>voidmain(){intintA=0x71,intB=0xf,intC;intC=intA^intB;printf("intA=%xintB=%xintC=%x\n",intA,intB,intC);}27计算机工程学院该程序利用按位异或运算，将变量intA的低4位取反，高4位保留原值。运行结果如图7-7。图7-7程序EX7_6运行结果

28计算机工程学院【实验7-6】运行下面的程序，分析运行结果：/*EX7_7.CPP*/#include"stdio.h"voidmain(){intintA,intB;scanf("%d,%d",&intA,&intB);printf("intA=%d,intB=%d\n",intA,intB);intA=intA^intB;intB=intB^intA;intA=intA^intB;printf("intA=%d,intB=%d\n",intA,intB);}29计算机工程学院该程序利用按位异或运算，将变量intA与变量intB的值交换，不使用临时变量。假设输入变量intA与变量intB的值分别为：5和6，则运行结果如图7-8。图7-8程序EX7_7运行结果30计算机工程学院

7.1.4拓展与练习

【练习1】试编制编写一个函数getbits，从一个16位的单元中取出某几位（即该几位保留原值，其余为0），函数调用形式为getbits（intvalue,intn1,intn2）。其中value为该16位中的数据值，n1为要取出的起始位，n2为要取出的结束位。31计算机工程学院

任务2文件

学习目标掌握标准设备输入、输出函数的使用；掌握缓冲文件系统的使用。32计算机工程学院

7.2.1案例讲解

案例1

读取指定文件内容1．问题描述：已知一文本文件“c:\text.txt”的内容如下：

#include<stdio.h>voidmain(){printf("helloworld");}编写程序读取指定该文本文件的内容，并在屏幕上输出。33计算机工程学院2．编程分析：程序描述如下：

void

main(){定义文件指针*fileP，定义字符变量charC打开指定的文本文件判断指定的文本文件是否能打开,假如不能打开，显示提示信息，并结束程序使用循环读取该文本文件的每个字符，并依次在屏幕上输出关闭指定的文本文件

}34计算机工程学院3.编写源程序

/*EX7_8.CPP*/#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<stdlib.h>voidmain()

{

FILE*fileP;

charcharC;

if((fileP=fopen("c:\\text.txt","r"))==NULL)

{

35计算机工程学院

printf("不能打开文件，按任意键退出!");getchar();exit(1);}while((charC=fgetc(fileP))!=EOF)putchar(charC);fclose(fileP);}4．运行结果36计算机工程学院4．运行结果图7-9案例1运行结果37计算机工程学院5．归纳分析本例程序的功能是从文件中逐个读取字符，在屏幕上显示。程序定义了文件指针fileP，以读文本文件方式打开文件“text.txt”，并使fileP指向该文件。如打开文件出错，给出提示并退出程序。While循环中每次读出一个字符，只要读出的字符不是文件结束标志（每个文件末有一结束标志EOF）就把该字符显示在屏幕上，然后再读入下一字符。每读一次，文件内部的位置指针向后移动一个字符，文件结束时，该指针指向EOF。38计算机工程学院

7.2.2基础理论

1．文件的概念文件是指存储在外部介质上的数据集合体，是操作系统数据管理的单位。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——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——数据共享；(3)能长期保存程序运行的中间数据或结果数据。39计算机工程学院2．文件的分类

根据文件存储的内容的不同，文件可以分为程序文件和数据文件两种。程序文件是程序代码的集合体，而数据文件是指专门用来保存数据的文件。根据文件存储介质的不同，文件又可以分为磁盘文件和设备文件两种。磁盘文件是指保存在磁盘或其他外部存储介质上的一个有序数据集，可以是C语言的源文件、目标文件、可执行程序，也可以是一组待输入处理的原始数据，或者是一组输出的结果。对于源文件、目标文件、可执行40计算机工程学院

程序可以称为程序文件，对于输入输出数据可称为数据文件。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、磁盘等。C语言把外部设备也看作是一个文件来进行管理，把他们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。通常把显示器定义为标准输出文件，键盘指定为标准的输入文件。

根据文件的组织形式不同，文件又可以分为ASCII码文件（也称为文本文件）和二进制码文件两种。ASCII码文件，每个字节存放一个字符的ASCII码。二进制码文件，数据按其在内存中的

41计算机工程学院存储形式原样存放。例如：short

int型数10000，在内存中存储占用两个字节，其中1的ASCII为00110001，0的ASCII为00110000，10000的二进制表示为10011100010000。如果分别存储到文本文件和二进制码文件中，其形式如下：图7-10数据存储示意图

42计算机工程学院

从图中可以看出来，ASCII码文件输入与字符一一对应，便于对字符进行逐个处理，也便于字符的输出，但一般占存储空间较多，而且花费二进制代码和ASCII代码之间的转换时间。用二进制文件则可以节省外部存储空间和转换的时间，但处理过程比较复杂。因此，文本文件特点：存储量大、速度慢、便于对字符操作；二进制码文件特点：存储量小、速度快、便于存放中间结果。3．文件的处理在C语言中，对文件的输入输出都是通过文件43计算机工程学院系统完成的，并不区分类型，都看成是字符或者是二进制流，按字节进行处理。输入输出数据流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号（如回车换行符）的控制。因此我们也把这种文件称作“流式文件”。文件系统又分为缓冲文件系统和非缓冲文件系统。所谓缓冲文件系统是高级文件系统，系统自动地在内存区为每一个正在使用的文件名开辟一个缓冲区，数据的输入输出都是以这个缓冲区为中介。所谓非缓冲文件系统是低级文件系统，指系统不自动开辟确定大小的缓冲区，而由程序44计算机工程学院为每个文件设定缓冲区。图7-11和图7-12分别是缓冲文件系统和非缓冲文件系统。45计算机工程学院标准C只采用缓冲文件系统，也就是既用缓冲文件系统处理文本文件，也用它来处理二进制文件。在C语言中没有输入输出语句，对文件的读写操作都是用标准的输入输出库函数来实现的。4．缓冲文件系统

（1）FILE类型和文件指针在缓冲文件系统中，使用最多的概念就是“文件指针”。缓冲文件系统为每个使用的文件在内存中开辟一个缓冲区，用来存放文件的相关信息，这些信息被保存在FILE类型的变量中。在stdio.h文件中有FILE类型的定义：46计算机工程学院typedefstruct{shortlevel;/*缓冲区空或满的程度*/unsignedflags;/*文件状态标志*/charfd;/*文件描述符*/unsignedcharhold;/*如无缓冲区则不读取字符*/shortbsize;/*缓冲区的大小*/unsignedchar*buffer;/*数据缓冲区的位置*/unsignedar*curp;/*指针，当前的指向*/unsignedistemp;/*临时文件*/shorttoken;/*用于有效性检查*/}FILE;47计算机工程学院对于普通用户而言，不必了解FILE类型的结构内容，只要知道，每个文件都对应一个唯一的文件型指针变量，通过文件指针我们可以对它所指的文件进行各种操作。定义文件型指针变量的一般形式为：

FILE*指针变量名;例如：FILE*fileP;fileP是指向FILE类型结构体的指针变量，通过fileP即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可以访问该文件，实施对文件的操作。习惯上也48计算机工程学院笼统地把fileP称为指向一个文件的指针。5．文件的操作对文件的基本操作有两种，一种是输入操作，一种是输出操作。在访问文件之前，要先打开文件，然后才能访问该文件，对文件操作结束后，还要关闭该文件。因此对文件的操作，必须遵守“先打开，再读写，后关闭”的规则，也就是说在进行读写操作之前要先打开文件，使用完毕后要关闭。

(1)文件的打开函数fopen

49计算机工程学院

fopen函数用来实现打开一个文件，其调用的一般形式为：

FILE*fileP;

fileP=fopen(文件名，使用文件方式)；

其中，“文件名”是被打开文件的文件名，包括文件的存储路径，“使用文件方式”是指文件的类型和操作要求。

例如：fileP=fopen(“file1”,“r”)；50计算机工程学院它表示在当前目录下打开文件file1，使用文件方式为“读”操作，并使fileP指向该文件。使用文件的方式共有12种，如表7-1所示.表7-1文件使用方式表51计算机工程学院文件使用方式含义“r”（只读）打开一个文本文件，只允许读数据“w”（只写）

打开或建立一个文本文件，只允许写数据“a”（追加）打开一个文本文件，并在文件末尾增加数据“rb”（只读）打开一个二进制文件，只允许读数据“wb”（只写）打开或建立一个二进制文件，只允许写数据“ab”（追加）打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据“r+”（读写）打开一个文本文件，允许读和写“w+”（读写）

建立一个文本文件，允许读写“a+”（读写）打开一个文本文件，允许读，或在文件末追加数据“rb+”（读写）

打开一个二进制文件，允许读和写“wb+”（读写）

建立一个二进制文件，允许读和写“ab+”（读写）打开一个二进制文件，允许读，或在文件末追加数据52计算机工程学院说明：

●用“r”方式打开的文件，该文件必须已经存在，且只能从该文件读出数据。

●用“w”方式打开的文件只能向该文件写入数据。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，则将该文件删去，重建一个新文件。

●如果想向一个已存在的文件末尾添加新的信息（不删除原来的数据），则应该用“a”方式打开。但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。

●用“r+”、“w+”、“a+”方式打开的文件既可53计算机工程学院

以用来写入数据，也可以用来读出文件中的数据。如果不能打开一个文件时，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是否完成打开文件的工作，并作相应的处理。因此常用以下程序段打开文件：

if((fileP=fopen("file1","r")==NULL){printf("\n不能打开文件file1\n");exit(0);}54计算机工程学院先检查打开的操作是否有错误，既判断返回的指针是否为空，如果有错则给出提示信息“不能打开文件file1”。exit(0)的作用是关闭所有文件，终止程序的执行。文本文件读写操作时要将ASCII码和二进制码之间进行转换，而对二进制文件的读写不存在这种转换。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)3个文件是由系统自动打开的，我们可直接使用。55计算机工程学院(2)文件关闭函数fclose文件一旦使用完毕，应该用关闭文件函数把文件关闭，以避免文件的数据丢失等错误。所谓关闭文件就是使文件指针变量不再指向该文件。调用的一般形式是：

fclose(文件指针)；例如：fclose(fileP);顺利完成关闭文件操作时，fclose函数返回值为0，否则返回EOF（-1）。56计算机工程学院6．文件的读写和建立文件打开以后，就可以对它进行读写操作了。在Ｃ语言中提供了多种文件读写的函数：字符读写函数：fgetc和fputc字符串读写函数：fgets和fputs数据块读写函数：fread和fwrite格式化读写函数：fscanf和fprintf使用以上函数都要求包含头文件stdio.h。57计算机工程学院(1)读字符函数fgetc

fgetc函数的功能是从指定的文件中读一个字符，读取的文件必须是以读或读写方式打开的。调用的形式为：

ch=fgetc(fileP)；

fileP为文件型指针变量，ch为字符变量。其意义是从打开的文件fileP中读取一个字符并送入ch中。读字符时遇到文件结束符，函数返回一个文件结束标志EOF（-1）。EOF是在stdio.h文件中定义的符号常量，值为-1。58计算机工程学院(2)写字符函数fputc

fputc函数的功能是把一个字符写入指定的文件中。调用的形式为：

fputc(ch,fileP)；

ch是要输出的字符，它可以是字符常量或者是字符变量。fileP为文件型指针变量。其意义是把字符ch写入到fileP所指向的文件中。如果写入成功则返回写入的字符，如果写入失败则返回一个EOF（-1）。(3)读字符串函数fgets

59计算机工程学院fgets函数的功能是从指定的文件中读一个字符串到字符数组中。函数调用的形式为：fgets(str,n,fileP)；n是一个正整数，为要求得到的字符数，但从文件中读出的字符串只有n-1个字符，然后在最后一个字符后加上串结束标志'\0'，因此得到的字符串共有n个字符。把得到的字符串放在字符数组str里面。fileP为文件型指针变量。如果在读完n-1个字符之前遇到换行符或EOF，读操作即结束。函数返回值为str的首地址。60计算机工程学院(4)写字符串函数fputs

fputs函数的功能是向指定的文件写入一个字符串。函数的调用形式为：

fputs(s,fileP)

s可以是字符串常量，也可以是字符数组名，或字符型指针变量。fileP为文件型指针变量。字符串末尾的’\0’不输出，若输出成功，函数值返回为0，失败则为EOF。7．数据块读写函数fread和fwrite

61计算机工程学院有时候需要读写一组数据，如一个数组的元素，一个结构变量的值等。这时候可以使用读写数据块函数，用来读写一个数据块。函数调用的一般形式为：

fread(buffer,size,count,fileP);fwrite(buffer,size,count,fileP);

其中：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

表示要读写的字节数。count

表示要读写的数据块块数（即count个size大的数据块）。fileP表示文件指针。62计算机工程学院8．格式化读写函数fscanf和fprintf

fscanf函数，fprintf函数与前面使用的scanf和printf

函数的功能相似，都是格式化读写函数。不同之处在于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。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)；要注意的是，当在内存和磁盘频繁交换数据的情况下，最好不使用这两个函数，而使用fread和fwrite函数。63计算机工程学院9．文件的定位和测试(1)文件的定位上一节介绍的对文件的读写方式都是顺序读写，即读写文件只能从头开始，顺序读写各个数据。但在实际问题中常要求只读写文件中某一指定的部分，也就是移动文件指针到需要读写的位置，再进行读写，这种读写称为随机读写。实现随机读写的关键是按要求移动文件指针，这称为文件的定位。

rewind

函数:调用形式为

rewind(文件指针)；64计算机工程学院它的功能是把文件指针重新移到文件的开头。此函数没有返回值。

fseek

函数:fseek函数用来移动文件指针，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”是指以“起始点”为基点，向前移动的字节数。要求位移量是long型数据，以便在文件的长度大于64K时不会出问题。当用常量表示

65计算机工程学院

位移量时，直接在末尾加后缀“L”。“起始点”表示从文件的什么位置开始计算位移量，规定的起始点有三种：文件首，当前位置和文件尾。其表示方法如表7-2所示。表7-2文件指针三种起始点起始点表示符号数字表示文件首SEEK__SET0当前位置SEEK__CUR1文件末尾SEEK__END266计算机工程学院

fseek函数一般用于二进制文件，这是因为文本文件要进行转换，在计算位置的时候会出现错误。(2)文件检测函数Ｃ语言中常用的文件检测函数有以下几个：●文件结束检测函数feof（）调用格式：feof(文件指针)；功能：判断文件是否处于文件结束位置，如文件结束，则返回值为1，否则为0。●读写文件出错检测函数ferror（）调用格式：ferror(文件指针)；67计算机工程学院功能：检查文件在用各种输入输出函数进行读写时是否出错。如ferror返回值为0表示未出错，否则表示有错。●文件出错标志和文件结束标志置0函数clearerr（）调用格式：clearerr(文件指针);功能：用于清除出错标志和文件结束标志，使它们为0值。68计算机工程学院

7.2.3技能训练

【实验7-7】编写程序，从键盘上输入一系列字符，写到磁盘文件file中，以#作为输入的结束标志，然后把文件中的内容在屏幕上输出。【指导】本实验的功能是执行了两次磁盘文件操作：先用fputc函数把输入的字符放在fileP指向的文件中，然后把文件中的内容用fgetc函数逐个读取，在屏幕上显示。程序定义了文件指针fileP,先以写方式打开文本文件file，并使fileP指向该文件。如打开文件出错，给出提示并退出程序。输入字符到文件中的循环是以输入“#”作为循环结束的标志；69计算机工程学院然后再以读方式打开文本文件file，循环读取文本文件的每一个字符，并显示在屏幕上，并以EOF作为循环的结束标志，也就是判断是否读到文件的结尾。每次文件操作结束后，都要用fclose函数关闭文件。

/*EX7_9.CPP*/#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<stdlib.h>voidmain()70计算机工程学院

{ FILE*fileP; charcharC; if((fileP=fopen("file","w"))==NULL) { printf("不能打开文件\n"); exit(0); } printf(“请输入字符:\n”); while((charC=getchar())!=’#’) {71计算机工程学院

fputc(charC,fileP); } fclose(fileP); if((fileP=fopen("file","r"))==NULL) { printf("不能打开文件\n"); exit(0); } printf("文件内容为:\n"); charC=fgetc(fileP);72计算机工程学院

while(charC!=EOF) { putchar(charC); charC=fgetc(fileP); } fclose(fileP); }该程序首先打开当前目录中文件名为file的文件，然后从键盘上输入字符并存储到文件file

73计算机工程学院中，输入完成后关闭文件file，最后再次打开文件file，并输出文件file中的字符。图7-13为该程序的一次运行实例.图7-13程序EX7_9运行结果74计算机工程学院【实验7-8】有两个磁盘文件a1.txt和a2.txt，各存放若干行字母，今要求把这两个文件中的信息按行交叉合并（即先是a1.txt的的第一行，接着是a2.txt中的第一行，然后是a1.txt的第二行，跟着是a2.txt的第二行，…），输出到一个新文件a3.txt中去。【指导】以读方式打开磁盘文件a1.txt和a2.txt，然后依次读取a1.txt和a2.txt的一行，交叉存入新文件a3.txt，因此可以通过3个循环语句实现。具体做法为：通过fgets函数分别获得文件a1.txt和a2.txt中的每一行字符，分别赋值给字符数组str1和str2，然后将字符数组str1和75计算机工程学院

str2中的内容依次写入文件a3.txt。假如其中某个文件读取完成，则将另一文件剩余行写人文件a3.txt后部。

/*EX7_10.CPP*/#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<stdlib.h>voidmain(){FILE*fp1,*fp2,*fp3;charstr1[255],str2[255];if((fp1=fopen("a1.txt","r"))==NULL)76计算机工程学院

{printf("filea1cannotbeopened\n");exit(0);}if((fp2=fopen("a2.txt","r"))==NULL){printf("filea2cannotbeopened\n");exit(0);}if((fp3=fopen("a3.txt","w+"))==NULL){printf("filea3cannotbeopened\n");exit(0);}while(fgets(str1,255,fp1)!=NULL&&fgets(str2,255,fp2)!=NULL){fputs(str1,fp3);fputs(str2,fp3);}while(fgets(str1,255,fp1)!=NULL)

77计算机工程学院

{fputs(str1,fp3);}while(fgets(str2,255,fp2)!=NULL){fputs(str2,fp3);}/*charcharC;//以下注释掉的代码，为查看文件a1、a2、a3的内容，以检查运行效果rewind(fp1);rewind(fp2);rewind(fp3);printf("a1文件内容为:\n");78计算机工程学院charC=fgetc(fp1);while(charC!=EOF){putchar(charC);charC=fgetc(fp1);}printf("a2文件内容为:\n");charC=fgetc(fp2);while(charC!=EOF){putchar(charC);charC=fgetc(fp2);}79计算机工程学院printf("a3文件内容为:\n");charC=fgetc(fp3);while(charC!=EOF){putchar(charC);charC=fgetc(fp3);}*/fclose(fp1);fclose(fp2);fclose(fp3);}去掉上述代码中的注释符号，该程序的一次运行实例如下图7-14。80计算机工程学院图7-14程序EX7_10运行结果81计算机工程学院【实验7-9】从键盘输入两个学生数据，写入一个文件中，再读出这两个学生的数据显示在屏幕上。【指导】该实验需要一个数据结构来存储学生信息，因此需要定义一个学生结构体。并将输入后的学生信息写入文件，再读出该文件的内容，显示在屏幕上。每个学生的信息包含一组数据，因此使用数据块读写函数fread和fwrite来完成对文件的读写，程序如下。

/*EX7_11.CPP*/#include<stdio.h>82计算机工程学院#include<conio.h>#include<stdlib.h>structstu{ charname[10]; intnum; intage; charaddr[20];}stu_1[2],stu_2[2],*p,*q;voidmain(){83计算机工程学院 FILE*fp; p=stu_1; q=stu_2; inti; if((fp=fopen("stu_list","wb+"))==NULL) { printf("Cannotopenfilestrikeanykeyexit!"); exit(0); } printf("inputdata\n"); for(i=0;i<2;i++,p++)84计算机工程学院 scanf("%s%d%d%s",p->name,&p->num,&p->age,p->addr); p=stu_1; fwrite(p,sizeof(structstu),2,fp); rewind(fp); fread(q,sizeof(structstu),2,fp); printf("NAME\tNUMBER\tAGE\tADDR\n"); for(i=0;i<2;i++,q++) printf("%s\t%5d%7d\t%s\n",q->name,q->num,q->age,q->addr); fclose(fp);}85计算机工程学院本例程序定义了一个结构stu,说明了两个结构数组stu_1和stu_2以及两个结构指针变量p和q。p指向stu_1,q指向stu_2。程序以读写方式打开二进制文件“stu_list”，输入二个学生数据之后，写入该文件中，然后用rewind函数把文件内部位置指针重新移到文件首，读出两个学生数据后，在屏幕上显示。86计算机工程学院图7-15程序EX7_11运行结果【实验7-10】用fscanf和fprintf函数完成实验7-9的问题。【指导】与函数fread和fwrite相比，fscanf和fprintf函数每次只能读写一个结构数组元素，因此采用了循环语句来读写全部数组元素，程序87计算机工程学院如下。

/*EX7_12.CPP*/#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<stdlib.h>structstu{charname[10];intnum;intage;charaddr[20];}stu_1[2],stu_2[2],*p,*q;88计算机工程学院main(){ FILE*fp; p=stu_1; q=stu_2; inti; if((fp=fopen("stu_list","wb+"))==NULL) { printf("Cannotopenfilestrikeanykeyexit!"); exit(0); } printf("inputdata\n");89计算机工程学院 for(i=0;i<2;i++,p++) scanf("%s%d%d%s",p->name,&p->num,&p->age,p->addr); p=stu_1; for(i=0;i<2;i++,p++) fprintf(fp,"%s%d%d%s\n",p->name,p->num,p->age,p->addr); rewind(fp); for(i=0;i<2;i++,q++) fscanf(fp,"%s%d%d%s\n",q->name,&q->num,&q->age,q->addr); printf("NAME\tNUMBER\tAGE\tADDR\n");90计算机工程学院 q=stu_2; for(i=0;i<2;i++,q++) printf("%s\t%5d%7d\t%s\n",q->name,q->num,q->age,q->addr); fclose(fp);}本程序中fscanf和fprintf函数每次只能读写一个结构数组元素，因此采用了循环语句来读写全部数组元素。还要注意指针变量p,q由于循环改变了它们的值，因此在程序中分别对它们重新赋予了数组的首地址。91计算机工程学院图7-16程序EX7_12运行结果【实验7-11】在学生文件stu_list中读出第二个学生的数据。【指导】前两个实验对文件的读取都是顺序读出，而该实验只读写文件stu_list中某一指定部分的内容。因此用函数fseek先将文件内部的位置92计算机工程学院指针移动到需要读写的位置，然后再使用函数fread读取指定数据。/*EX7_13.CPP*/#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<stdlib.h>structstu{charname[10];intnum;93计算机工程学院intage;charaddr[20];}student,*p;main(){ FILE*fp;inti=1;p=&student;if((fp=fopen("stu_list","rb"))==NULL){printf("Cannotopenfilestrikeanykeyexit!");getch()();94计算机工程学院exit(1);}rewind(fp);fseek(fp,i*sizeof(structstu),0);fread(p,sizeof(structstu),1,fp);printf("name\tnumber\tageaddr\n");printf("%s\t%5d%7d%s\n",p->name,p->num,p->age,p->addr);}该程序的一次运行实例如下图7-17。95计算机工程学院图7-17程序EX7_13运行结果96计算机工程学院

7.2.4拓展与练习

【练习1】利用本章的学习内容实现简单的文件加密。【指导】每次对原文中的一个字符进行加密，再将加密后的这个字符存储到密文，直到将原文中的每个字符做如上处理后，才结束该加密程序。具体做法为：首先通过键盘输入加密密钥，然后读取原文中的每一个字符，与加密密钥进行异或操作，得到该字符的加密密文，然后将该加密密文存入密文中，直到处理完原文中的每个字符，程序如下。97计算机工程学院/*EX7_14.CPP*/#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<stdlib.h>voidmain(){ FILE*originalfile,*Cipherfile; charcharC; intintCipher; intintN; printf("请输入密钥intN的值：");98计算机工程学院 scanf("%d",&intN); if((originalfile=fopen("test","rb"))==NULL) { printf("不能打开文件\n"); exit(0); } if((Cipherfile=fopen("Ciphertext","wb"))==NULL) { printf("不能打开文件\n"); exit(0); } charC=fgetc(originalfile); while(charC!=EOF) {99计算机工程学院 intCipher=(int)(charC)^intN; fputc((char)(intCipher),Cipherfile); charC=fgetc(originalfile); }fclose(Cipherfile);fclose(originalfile);}该程序实现了较简单对称加密的一种算法。在Ｃ语言中，一个int型数据占2个字节，因此该程序可以有65536个加密密钥。现假设输入加密密钥1234，其执行效果如图7-18至图7-20。100计算机工程学院图7-18程序EX7_14运行结果图7-19程序EX7_14加密前原文内容101计算机工程学院图7-20程序EX7_14加密后密文内容102计算机工程学院此外，该实例只是为了说明通过C语言中的位运算与文件处理解决问题的方法。在实际中，加密算法要复杂得多，对它的处理相对也比较复杂。例如该程序可以使用不同的加密密钥进行多次加密，或者配合使用其他位运算，对原文实现非对称加密等方法，都可以增加密文的破解难度，以达到文件传输过程中的安全性。解密为加密的逆过程，因此解密程序可以作为课后练习，由自己编程运行。103计算机工程学院

7.2.5编程规范与常见错误

1.使用文件时忘记打开文件；2.用只读方式打开，却企图向该文件输出数据；3.文件使用完，忘记关闭文件等错误。因此文件打开前，应做到对文件的状态进行检查。104计算机工程学院

7.2.6贯通案例之八

1.问题描述：在贯通案例七的基础上实现学生成绩管理系统的加载文件，保存文件两个功能。2.编写程序/*函数功能：保存学生记录文件 函数参数：结构体指针head，指向存储学生信息的结构体数组的首地址 整型变量n，表示学生人数 整型变量m，表示考试科目函数返回值：无*/105计算机工程学院/*EX7_15.CPP*/voidSaveScoreFile(STU*head,constintn,constintm){ FILE*fp; inti; STU*p=head; if((fp=fopen("record","wb"))==NULL) { printf("cannotopenfile\n"); exit(1); }106计算机工程学院 printf("\nSavingfile\n"); fwrite(&n,sizeof(int),1,fp); fwrite(&m,sizeof(int),1,fp); for(i=0;i<n;i++) { fwrite(head+i,sizeof