C語言程序設計文件程序設計

9.1文件概述9.1.1文件的概念9.1.2文件的分類9.1.3文件的一般操作過程9.1.4文件的指針第1頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第1頁。9.1.1文件的概念文件是計算機中的一個重要概念，通常是指存儲在外部介質(zhì)上的信息的集合。存儲程序代碼的文件稱為程序文件，存儲數(shù)據(jù)的文件稱為數(shù)據(jù)文件。另外，C語言把輸入輸出設備也視為一類特殊的文件。計算機對文件的操作總體上分成輸入和輸出兩大類，對文件的輸人輸出（I/0）過程是通過操作系統(tǒng)進行管理的。C語言程序?qū)ξ募奶幚硎峭ㄟ^標準函數(shù)庫中的文件操作函數(shù)實現(xiàn)的，使用這些函數(shù)，可以簡單、高效、安全地訪問外部數(shù)據(jù)。第2頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第2頁。9.1.1文件的概念1．設備文件在C語言中，所有的外部設備均被作為文件對待，這種文件稱為設備文件。對外部設備的輸人輸出處理就是讀寫設備文件的過程。

2．文件緩沖區(qū)在程序的運行過程中，程序要將保存在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫入磁盤，首先要建立一個“輸出文件緩沖區(qū)”，這個緩沖區(qū)是一個連接計算機內(nèi)存數(shù)據(jù)與外存文件的橋梁，當向文件輸出數(shù)據(jù)時，準備輸出的數(shù)據(jù)先寫入文件緩沖區(qū)，等文件緩沖區(qū)填滿后再輸出到文件中。這一過程稱為“寫文件”，是數(shù)據(jù)輸出過程。與“寫文件”過程相對的是要將保存在文件中的數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存。首先要建立一個“輸入文件緩沖區(qū)”，當從文件中輸入數(shù)據(jù)時，也是把讀入的數(shù)據(jù)先寫入文件緩沖區(qū)，等文件緩沖區(qū)數(shù)據(jù)裝滿之后再整個送給程序。這一過程稱為“讀文件”，是數(shù)據(jù)輸入過程。第3頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第3頁。9.1.1文件的概念使用緩沖區(qū)的文件讀、寫示意圖

第4頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第4頁。9.1.2文件的分類以ASCII碼字符形式存儲的文件稱為文本文件，又叫ASCII文件。例如用高級程序語言編寫的程序文件是文本文件，用Windows“記事本”程序創(chuàng)建的文件也是文本文件。文本文件是一種字符流文件，文本文件的一個字符就是一個字節(jié)，因而方便了字符的處理，不過文本文件一般要占用較大的存儲空間。二進制文件是按照數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的字節(jié)序列形成的字節(jié)流文件。例如C程序的目標文件（擴展名為obj）和可執(zhí)行文件（擴展名為exe）都是二進制文件。在二進制文件中，字節(jié)信息與實際的數(shù)據(jù)位并不一一對應，因此，若直接顯示二進制文件內(nèi)容時，用戶看到的是一些不能識別的字符。

文本文件

二進制文件第5頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第5頁。9.1.3文件的一般操作過程使用文件的一般步驟打開文件→操作文件→關閉文件打開文件：建立用戶程序與文件的聯(lián)系，系統(tǒng)為文件開辟文件緩沖區(qū)。操作文件：是指對文件的讀、寫、追加和定位操作。讀操作：從文件中讀出數(shù)據(jù)，即將文件中的數(shù)據(jù)輸入到計算機內(nèi)存。寫操作：向文件中寫入數(shù)據(jù)，即將計算機內(nèi)存中的數(shù)據(jù)輸出到文件。追加操作：將新的數(shù)據(jù)寫到文件原有數(shù)據(jù)的后面。定位操作：移動文件讀寫位置指針。關閉文件：切斷文件與程序的聯(lián)系，將文件緩沖區(qū)的內(nèi)容寫入磁盤，并釋放文件緩沖區(qū)。第6頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第6頁。9.1.4文件的指針文件型指針變量的定義FILE*變量名;例如：FILE*p;注意：由于文件類型FILE在頭文件stdio.h中定義，所以在使用FILE類型前必須先打開stdio.h文件。如果需要對某一個文件進行讀寫操作，必須首先要指定指向它的文件指針。只有通過文件指針，才能調(diào)用相應的文件。當程序需要同時處理多個文件時，則需要說明多個FILE型的指針變量，使它們分別指向多個不同的文件。第7頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第7頁。9.2文件的基本操作9.2.1打開和關閉文件9.2.2最基本的文件讀寫函數(shù)第8頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第8頁。9.2.1打開和關閉文件打開文件操作是使用文件的第一個步驟，而關閉文件操作則是使用文件的最后一個步驟。C語言系統(tǒng)分別使用fopen()函數(shù)和fclose()函數(shù)實現(xiàn)文件的打開和關閉操作。1．文件打開函數(shù)fopen()fopen()函數(shù)用來實現(xiàn)打開文件，它解決如下3個問題：⑴指定要打開的文件名；⑵指定文件的使用方式，如是讀文件還是寫文件等；⑶為打開的文件指定一個指針變量，以便使用這個指針變量對文件進行訪問。fopen()函數(shù)的調(diào)用方式FILE*fp;fp=fopen(文件名,使用文件的方式);例如:fp=("example.txt","r");表示要打開的文件名為example.txt，使用文件的方式是“r”方式，文件指針是fp。第9頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第9頁。9.2.1打開和關閉文件文件使用方式文件使用方式作用r以“只讀”方式打開一個文本文件w以“只寫”方式打開一個文本文件a向文本文件尾增加數(shù)據(jù)rb以“只讀”方式打開一個二進制文件wb以“只寫”方式打開一個二進制文件ab向二進制文件尾增加數(shù)據(jù)r+以“讀/寫”方式打開一個文本文件w+以“讀/寫”方式建立一個新的文本文件a+以“讀/寫/追加”方式打開一個文本文件rb+以“讀/寫”方式打開一個二進制文件wb+以“讀/寫”方式建立一個新的二進制文件ab+以“讀/寫/追加”方式打開一個二進制文件第10頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第10頁。9.2.1打開和關閉文件2．關閉文件函數(shù)fclose()fclose()函數(shù)的一般格式fclose(文件指針);功能關閉“文件指針”所指向的文件，釋放打開文件時使用的結(jié)構體變量，斷開文件指針與文件的聯(lián)系。例如：

fclose(fp);第11頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第11頁。9.2.2最基本的文件讀寫函數(shù)1．fputc()函數(shù)一般形式fputc(ch,fp);功能將字符（ch的值）輸出到fp所指向的文件中。第12頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第12頁。9.2.2最基本的文件讀寫函數(shù)例9-1使用fputc()函數(shù)在屏幕顯示一個字符串。/*programe9-1.c*/

#include<stdio.h>voidmain(){char*p="Thisisaexample.";while(*p!='\0')fputc(*p++,stdout);}設備文件第13頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第13頁。9.2.2最基本的文件讀寫函數(shù)例9-2

把從鍵盤輸入的一個字符串寫入到磁盤文件example.txt中。/*programe9-2.c*/#include<stdio.h>voidmain(){ charch; FILE*fp; fp=fopen("example.txt","w"); printf("Enterastring:"); while((ch=getchar())!='\n')

fputc(ch,fp);

fclose(fp);}

第14頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第14頁。9.2.2最基本的文件讀寫函數(shù)2．fgetc()函數(shù)從指定文件讀入一個字符，該文件必須是以讀或讀寫方式打開的。通常使用如下的形式調(diào)用fgetc()函數(shù)ch=fgetc(fp);其中，fp為文件型指針變量，ch為字符變量。正常情況下fgetc()函數(shù)的返回值是從文件中讀出的一個字符。當打開文件并立即使用fgetc()讀文件時，fgetc()函數(shù)從文件開始位置讀取一個字符。每讀取一個字符后，文件的位置指針后移一個字符位置。若當前讀取的是文本文件，當遇到文件結(jié)束標志時，fgetc()函數(shù)的返回值為EOF。第15頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第15頁。9.2.2最基本的文件讀寫函數(shù)例9-3

使用fgetc()函數(shù)輸出文件example.txt的內(nèi)容。/*programe9-3.c*/#include<stdio.h>voidmain(){ charch; FILE*fp; fp=fopen("example.txt","r"); while((ch=fgetc(fp))!=EOF) putchar(ch); fclose(fp);}

第16頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第16頁。9.2.2最基本的文件讀寫函數(shù)例9-4

使用feof()進行文件讀取控制，輸出文件example.txt的內(nèi)容。/*programe9-4.c*/#include<stdio.h>voidmain(){FILE*fp;if((fp=fopen("example.txt","r"))==NULL){printf("filecannotopen!\n");exit(1);}

while(!feof(fp))

putchar(fgetc(fp));fclose(fp);}判斷被讀取的文件是否已經(jīng)讀完。當未遇文件結(jié)束標志時，feof()的值是0，否則feof()的值是1。第17頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第17頁。9.3文件的數(shù)據(jù)塊讀寫操作9.3.1fwrite()函數(shù)9.3.2fread()函數(shù)第18頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第18頁。9.3.1fwrite()函數(shù)fwrite()函數(shù)的功能是把內(nèi)存中的一些數(shù)據(jù)塊寫到指定的文件中。一般調(diào)用形式fwrite(buffer,size,count,fp);其中：fp是接受數(shù)據(jù)的文件指針；buffer是數(shù)據(jù)塊的內(nèi)存首地址，通常是指針變量名、數(shù)組名等；size是一個數(shù)據(jù)塊的字節(jié)數(shù)（即數(shù)據(jù)塊的大小）；count是執(zhí)行一次fwrite()函數(shù)從內(nèi)存輸出到fp文件的數(shù)據(jù)塊數(shù)目。第19頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第19頁。9.3.1fwrite()函數(shù)例9-5

從鍵盤上輸入一批學生數(shù)據(jù)，然后以“stu_list”文件名存儲到磁盤上。/*programe9-5.c*/#include<stdio.h>#defineN4structstudent_type{charname[10];intnum;intscore;}stud;voidmain(){ inti; FILE*fp; if((fp=fopen("stu_list","wb"))==NULL) { printf("Cannotopenfile\n"); exit(1); } printf("Inputdata,please!\n"); for(i=0;i<N;i++) {scanf("%s%d%d",,&stud.num,&stud.score);

fwrite(&stud,sizeof(structstudent_type),1,fp); } fclose(fp); printf("Allright.\n");}第20頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第20頁。9.3.2fread()函數(shù)fread()函數(shù)把指定文件中的一個數(shù)據(jù)塊讀到內(nèi)存中。一般調(diào)用形式fread(buffer,size,count,fp);其中：fp是讀取數(shù)據(jù)的文件指針；buffer是接受文件數(shù)據(jù)的內(nèi)存首地址，通常是指針變量名、數(shù)組名等；size是一個數(shù)據(jù)塊的字節(jié)數(shù)（即數(shù)據(jù)塊的大小）；count是執(zhí)行一次fread()函數(shù)讀取的數(shù)據(jù)塊的數(shù)目。例9-6

將上述stu_list文件的內(nèi)容顯示在屏幕上。/*programe9-6-1.c*/#include<stdio.h>#defineN4structstudent_type{ charname[10]; intnum; intscore;}stud;voidmain(){ inti; FILE*fp; if((fp=fopen("stu_list","rb"))==NULL) { printf("Cannotopenfile.\n"); exit(1); } for(i=0;i<N;i++) { fread(&stud,sizeof(structstudent_type),1,fp); printf("%-10s%4d%4d\n",,stud.num,stud.score); } fclose(fp);}第21頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第21頁。9.3.2fread()函數(shù)再如，設有如下定義：structstudent_type{charname[10];intnum;intage;}stud[40];其中，結(jié)構體數(shù)組stud的每一個元素用來存放一個學生的有關數(shù)據(jù)，假設學生的數(shù)據(jù)已存放在磁盤文件中，且該文件已打開，并由fp指向，則可以用下面的語句把文件中前40個學生的數(shù)據(jù)輸入到結(jié)構體數(shù)組stud中：for(i=0;i<40;i++)

fread(&stud[i],sizeof(structstudent_type),1,fp);第22頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第22頁。9.4文件的其他操作9.4.1文件的格式化讀寫9.4.2文件的隨機讀寫操作9.4.3ftell()函數(shù)9.4.4文件的字符串操作第23頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第23頁。9.4.1文件的格式化讀寫1．文件的格式化讀操作由fscanf()函數(shù)實現(xiàn)，從指定的文件中，按照說明的格式向變量提供數(shù)據(jù)。一般使用格式fscanf(fp,格式字符串,輸入表列);其中fp是文件指針“格式字符串”和“輸入表列”與scanf()函數(shù)的相關內(nèi)容相同。例如：fscanf(fp,“%d”,&m);該語句將磁盤文件中的數(shù)據(jù)送給變量m，其中的磁盤文件由fp指向。第24頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第24頁。9.4.1文件的格式化讀寫2．文件的格式化寫操作由fprintf()函數(shù)實現(xiàn)，將指定變量的值按照一定的格式寫到指定的文件中。一般使用格式fprintf(fp,格式字符串,輸出表列);說明：⑴fp是要寫入數(shù)據(jù)的文件指針。⑵“格式字符串”和“輸出表列”與printf()函數(shù)的相關內(nèi)容形同。例如：

fprintf(fp,"%d",m);該語句將整型變量m按%d格式輸出到fp指向的文件中。例9-7從鍵盤輸入一個字符串和一個十進制整數(shù)，將它們寫入test文件中，然后再從test文件中讀出并顯示在屏幕上。/*programe9-7.c*/#include<stdio.h>voidmain(){ chars[100]; inta; FILE*fp; if((fp=fopen("test","w"))==NULL) {printf("fileopenerror.\n");exit(0);} fscanf(stdin,"%s%d",s,&a); fprintf(fp,"%s%d",s,a); fclose(fp); if((fp=fopen("test","r"))==NULL) {printf("Cannotopenfile.\n");exit(0);} fscanf(fp,"%s%d",s,&a); fprintf(stdout,"%s%d\n",s,a); fclose(fp);}

第25頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第25頁。9.4.2文件的隨機讀寫操作1．fseek()函數(shù)功能：改變文件位置指針。調(diào)用形式fseek(fp,offset,position);其中：⑴fp為文件型指針；⑵文件位置指針的定位由參數(shù)offset和position共同確定。position規(guī)定指針定位時的基準位置，offset規(guī)定文件位置指針離開基準位置的偏移量，它的單位是字節(jié)。position的值用整常數(shù)表示,取值范圍是0、1、2三個數(shù)之一，其意義如下：0：表示基準位置為文件的開頭位置；1：表示基準位置為文件的當前位置；2：表示基準位置為文件的結(jié)尾位置，該位置在文件內(nèi)容的最后一個字節(jié)之后。第26頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第26頁。9.4.2文件的隨機讀寫操作fseek()函數(shù)調(diào)用的實例：fseek(fp,50L,0);

將位置指針移到文件頭起始第50個字節(jié)處fseek(fp,100L,1);

將位置指針從當前位置向文件尾方向移動100個字節(jié)fseek(fp,-20L,2);將位置指針從文件末尾向文件頭方向移動20個字節(jié)第27頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第27頁。9.4.2文件的隨機讀寫操作例9-8

在例9-6中建立了學生數(shù)據(jù)文件stu_list，將其中第3個學生的成績修改為97。/*programe9-8.c*/#include<stdio.h>structstudent_type{ charname[10]; intnum; intscore;}stud;voidmain(){ inti,size; FILE*fp; size=sizeof(structstudent_type); if((fp=fopen("stu_list","rb+"))==NULL) { printf("fileopenerror.\n"); exit(1); } fseek(fp,2*size,0); fread(&stud,size,1,fp); printf("%s%d%d\n",,stud.num,stud.score); printf("newscore:"); scanf("%d",&stud.score); fseek(fp,-size,1); fwrite(&stud,size,1,fp); fclose(fp);}第28頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第28頁。9.4.2文件的隨機讀寫操作2.rewind()函數(shù)作用：將文件位置指針復位。調(diào)用形式rewind(fp);其中：fp為文件型指針。執(zhí)行rewind()函數(shù)后，對于fp指向的文件，不管當前的文件位置指針在何處，都使它復位到文件的開始位置。第29頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第29頁。9.4.2文件的隨機讀寫操作例9-9

在屏幕上顯示文件e9-6-2.c的內(nèi)容，并將該文件復制為文件e9-6-3.c。#include<stdio.h>voidmain(){ FILE*fp1,*fp2; fp1=fopen("e9-6-2.c","r"); fp2=fopen("e9-6-3.c","w"); while(!feof(fp1)) putchar(fgetc(fp1)); rewind(fp1); while(!feof(fp1)) fputc(fgetc(fp1),fp2); fclose(fp1); fclose(fp2);}第30頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第30頁。9.4.3ftell()函數(shù)ftell()函數(shù)用于獲取文件位置指針，其調(diào)用形式如下：ftell(fp);其中：fp為文件指針。ftell()函數(shù)的返回值是fp所指向文件的當前讀寫位置，該值是一個長整型數(shù)，是位置指針從文件開始處到當前位置的位移量的字節(jié)數(shù)。第31頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第31頁。9.4.3ftell()函數(shù)例9-10

新建data.txt文件，檢查文件位置指針值；然后將字符串"Beijing2008"寫入文件中，再檢查文件位置指針的值。#include"stdio.h"main(){FILE*fp;longposition;fp=fopen("data.txt","w");position=ftell(fp);printf("position=%ld\n",position);fprintf(fp,"Beijing2008");

position=ftell(fp);

printf("position=%ld\n",position);fclose(fp);}第32頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第32頁。9.4.4文件的字符串操作1．fgets()函數(shù)一般調(diào)用形式fgets(buffer,n,fp);作用從fp指向的文件中讀取n-1個字符，然后存儲到以buffer為首地址的的內(nèi)存空間中，通常buffer是一個指針變量名、數(shù)組名等。如果在讀入n-1個字符的過程中遇到換行符或EOF，讀入即結(jié)束。字符串讀入后在最后加一個'\0'字符作為字符串結(jié)束標志。第33頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第33頁。9.4.4文件的字符串操作2．fputs()函數(shù)調(diào)用形式fputs(buffer,fp);作用將內(nèi)存buffer中的字符串寫到fp指向的文件中，buffer可以是一個字符串常量，也可以是字符串的首地址。第34頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第34頁。9.4.4文件的字符串操作例9-11

將字符串"VisualC++"和"Visualbasic"依次存入文件text中，然后將第一個字符串讀出并顯示出來。#include<stdio.h>voidmain(){ FILE*fp; charstring[20]; fp=fopen("text","w+"); fputs("VisualC++\n",fp); fputs("Visualbasic\n",fp); rewind(fp); fgets(string,20,fp); puts(string); fclose(fp);}第35頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第35頁。9.5文件應用舉例9.5.1文件復制9.5.2存儲在文件中的學生成績排序第36頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第36頁。9.5.1文件復制例9-12

設計一個程序，實現(xiàn)任意文本文件的復制。問題分析與算法設計⑴由于源文件是任意的，所以源文件名應通過鍵盤輸入；同樣，生成的目標文件名也應由鍵盤輸入。⑵源文件以只讀方式打開，目標文件以寫方式打開。⑶從第一個字符開始，順序逐字符讀出源文件，每讀出一個字符，立即寫入目標文件中，使用feof()函數(shù)判斷源文件的結(jié)束狀態(tài)。實現(xiàn)程序#include<stdio.h>voidmain(){ charch,source[20],target[20]; FILE*fp_s,*fp_t; printf("Enterthesourcefilename:"); scanf("%s",source); printf("Enterthetargetfilename:"); scanf("%s",target); if((fp_s=fopen(source,"r"))==NULL) { printf("Cannotopensourcefile.\n"); exit(1); } if((fp_t=fopen(target,"w"))==NULL) { printf("Cannotopentargetfile.\n"); exit(1); } while(!feof(fp_s)) fputc(fgetc(fp_s),fp_t); fclose(fp_s); fclose(fp_t);}第37頁/共40頁C語言程序設計文件程序設計全文共40頁，當前為第37頁。9.5.2存儲在文件中的學生成績排序例9-13

在例9-5中，我們建立了一個stu_list文件。編寫程序，對該文件的內(nèi)容按照學習成績降序排序后顯示出來。問題分析與算法設計⑴定義structstudent_type類型的結(jié)構體數(shù)組stud