10 第十章 文件.pptx

第1页：第十章文件导览

第十章文件章节封面，标示本章主线：C文件概述、文件类型指针、文件的打开与关闭、文件的读写、文件的定位与编程训练。

第2页：什么是输入输出

Introduction: What is I/O? 中央处理器与内存同显示器、网络、磁盘文件、键盘鼠标之间的数据传输，从内存写到外设为 Write（输出），读入内存为 Read（输入）。

第3页：文件的概念与使用目的

文件：存储在外部介质上数据的集合，是操作系统数据管理的单位，用文件名标识。

使用数据文件的目的：

• 大量数据的输入/输出
• 长期保存程序运行的中间数据或结果数据
• 数据文件的改动不引起程序的改动——程序与数据分离
• 不同程序可以访问同一数据文件中的数据——数据共享

第4页：文件的分类

第5页：文本文件与二进制文件

以 int 型数 10000 为例：

• 内存存储形式：0010011100010000（2 字节）
• 二进制形式：0010011100010000
• ASCII 形式：0011000100110000001100000011000000110000（5 字节，对应 '1' '0' '0' '0' '0'）

文本文件特点：存储量大、速度慢、便于对字符操作；二进制文件特点：存储量小、速度快、便于存放中间结果。

第6页：文件处理方法

缓冲文件系统：高级文件系统，系统自动为正在使用的文件开辟内存缓冲区。

非缓冲文件系统：低级文件系统，由用户在程序中为每个文件设定缓冲区。

特点：减少读写次数，提高速度和数据管理质量。数据在内存与磁盘之间经输出缓冲区写出、经输入缓冲区读入。

第7页：文件结构体类型FILE

缓冲文件系统为每个正使用的文件在内存开辟文件信息区，文件信息用系统定义的名为 FILE 的结构体描述，FILE 定义在 stdio.h 中。

typedef struct { int fd; unsigned flags; int bsize; unsigned char *buffer; unsigned char *curp; } FILE;

第8页：文件类型指针

定义：FILE *fp;

用法：

• 文件打开时，系统自动建立文件结构体，并把指向它的指针返回，程序通过这个指针获得文件信息、访问文件
• 文件关闭后，它的文件结构体被释放

操作文件前应先定义 FILE 指针变量，C 程序通过它经操作系统访问磁盘文件。

第9页：文件操作步骤与标准设备文件

C 文件操作用库函数实现，包含在 stdio.h 中。

文件使用步骤：打开文件 → 文件读/写 → 关闭文件。

系统自动打开和关闭三个标准设备文件：

• 标准输入——键盘 stdin
• 标准输出——显示器 stdout
• 标准出错输出——显示器 stderr

其余文件必须实施打开/关闭操作。

第10页：文件的打开fopen

函数原型：FILE *fopen(char *name, char *mode)

FILE *fp; fp = fopen("c:\fengyi\bkc\test.dat", "r"); fp = fopen("aa.c", "w"); if (fp == NULL) { printf("File open error!\n"); exit(0); }

第11页：文件的关闭fclose

函数原型：int fclose(FILE *fp)

功能：关闭 fp 指向的文件，使文件指针变量与文件脱钩，释放文件结构体和文件指针。

返值：正常关闭返回 0，出错返回 EOF。

缓冲区中的内容在关闭时才真正写到磁盘，不关闭文件可能会丢失数据。

第12页：字符读写函数fputc与fgetc

文件 I/O 与终端 I/O的对应关系：

#define putchar(c) fputc(c, stdout) #define getchar() fgetc(stdin) #define putc(ch, fp) fputc(ch, fp) #define getc(fp) fgetc(fp)

• int fputc(int c, FILE *fp)：把字符 c 写入 fp 指向的文件，正常返回 c，出错返回 EOF
• int fgetc(FILE *fp)：从 fp 指向的文件读入一个字符，读到文件尾或出错返回 EOF

第13页：字符写入文件示例

#include <stdio.h> #include <process.h> void main() { FILE *fp; char ch, *filename = "out.txt"; if ((fp = fopen(filename, "w")) == NULL) { printf("cannot open file\n"); exit(0); } printf("Please input string:"); ch = getchar(); while (ch != '#') { fputc(ch, fp); putchar(ch); ch = getchar(); } fclose(fp); }

第14页：字符读取文件示例

ch = fgetc(fp); while (ch != EOF) { putchar(ch); ch = fgetc(fp); }

即以 (ch = fgetc(fp)) != EOF 作为循环条件判断文本文件是否结束，也可写成 fputc(ch, stdout); 输出。

第15页：判断二进制文件结束

while (!feof(fp)) { c = fgetc(fp); …….. }

函数原型：int feof(FILE *fp)

功能：判断文件是否结束，文件结束返回真（非零），未结束返回 0。

第16页：字符串读写函数fputs与fgets

• int fputs(char *s, FILE *fp)：向 fp 指向的文件写入字符串 s，正常返回写入的最后一个字符，出错返回 EOF
• char *fgets(char *s, int n, FILE *fp)：从 fp 指向的文件读入 n-1 个字符送入 s 指向的内存区并在最后加一个 '0'，正常返回 s，出错或文件尾返回 NULL

说明：若读入 n-1 个字符前遇换行符或文件尾，即结束。

第17页：字符串读写示例

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <process.h> void main() { FILE *fp; char string[81]; if ((fp = fopen("file.txt", "w")) == NULL) { printf("cann't 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("cann't open file"); exit(0); } while (fgets(string, 81, fp) != NULL) fputs(string, stdout); fclose(fp); }

第18页：格式化读写函数

• int fprintf(FILE *fp, "%…", var, …)：按指定格式向 fp 指向的文件写入数据，正常返回写入数据个数，出错返回 EOF
• int fscanf(FILE *fp, "%…", &var, …)：按指定格式从 fp 指向的文件读入数据，正常返回读取数据个数，出错或文件尾返回 EOF

fprintf(fp, "%d,%6.2f", i, t); fscanf(fp, "%d,%f", &i, &t);

第19页：格式化读写示例

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void main() { char s[80], c[80]; int a, b; FILE *fp; if ((fp = fopen("test", "w")) == NULL) { puts("can't open file"); exit(0); } fscanf(stdin, "%s%d", s, &a); fprintf(fp, "%s %d", s, a); fclose(fp); if ((fp = fopen("test", "r")) == NULL) { puts("can't open file"); exit(0); } fscanf(fp, "%s%d", c, &b); fprintf(stdout, "%s %d\n", c, b); fclose(fp); }

第20页：数据块读写函数fread与fwrite

• size_t fread(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *fp)：从 fp 读入数据块，正常返回读入数据块数，出错或文件尾返回 0
• size_t fwrite(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *fp)：向 fp 写入数据块，正常返回写入数据块数，出错返回 0

参数：buffer 指向数据块首地址，size 为每个数据块的字节数，count 为数据块个数，fp 为文件指针。fread 与 fwrite 一般用于二进制文件的输入/输出。

第21页：数据块读写用法

float f[10]; FILE *fp; fp = fopen("aa.dat", "rb"); fread(f, 4, 10, fp); for (i = 0; i < 10; i++) fread(&f[i], 4, 1, fp); struct student { int num; char name[20]; char sex; int age; float score[3]; } stud[10]; for (i = 0; i < 10; i++) fread(&stud[i], sizeof(struct student), 1, fp);

第22页：学生数据转存示例

#include <stdio.h> #define SIZE 4 typedef struct student { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; } STU; void main() { int i; STU stud[SIZE]; for (i = 0; i < SIZE; i++) scanf("%s%d%d%s", stud[i].name, &stud[i].num, &stud[i].age, stud[i].addr); save(stud); display(stud); } void save(STU stud[]) { FILE *fp; if ((fp = fopen("c:\stu_dat", "wb")) == NULL) { printf("cannot open file\n"); return; } for (int i = 0; i < SIZE; i++) if (fwrite(&stud[i], sizeof(struct student), 1, fp) != 1) printf("file write error\n"); fclose(fp); }

display 中以 rb 方式打开，逐个 fread 后按格式输出姓名、学号、年龄与地址。

第23页：文件位置指针概念

设文件 abc.txt 内容为 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F：

• 执行 fp = fopen("abc.txt", "r"); 后位置指针指向开头
• 调用一次 fgetc(fp); 后位置指针后移一个字符
• 接着执行 fgets(str, 11, fp); 从当前位置继续读入

文件位置指针：指向当前读写位置的指针。

第24页：文件的顺序读写与rewind

函数原型：void rewind(FILE *fp)，把 fp 指向的文件位置指针重置到文件首，无返回值。

文件读写方式

• 顺序读写：位置指针按字节位置顺序移动
• 随机读写：位置指针按需要移动到任意位置

如以 "w+" 方式打开文件，写入后用 rewind(fp); 即可从头读回刚才写入的内容。

第25页：fseek与ftell函数

int fseek(FILE *fp, long offset, int whence)：改变文件位置指针，正常返回 0，出错返回非零。offset 为位移量（>0 向后、<0 向前移动），whence 为起始点：

fseek(fp, 100L, 0); fseek(fp, 50L, 1); fseek(fp, -10L, 2);

long ftell(FILE *fp)：返回位置指针当前位置（相对文件首的位移量），出错返回 -1L。

第26页：随机读取学生数据示例

#include <stdio.h> typedef struct student { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; } STU; void main() { int i; STU stud[SIZE]; FILE *fp; if ((fp = fopen("c:\stu_dat", "rb")) == NULL) { printf("can't open file\n"); exit(0); } for (i = 0; i < SIZE; i += 2) { fseek(fp, i*sizeof(struct student), 0); fread(&stud[i], sizeof(struct student), 1, fp); printf("%-10s %4d %4d %-15s\n", stud[i].name, stud[i].num, stud[i].age, stud[i].addr); } fclose(fp); }

第27页：求文件长度示例

#include <stdio.h> void main() { FILE *fp; char filename[80]; long length; gets(filename); 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 %ld bytes\n", length); fclose(fp); } }

第28页：本章小结

本章小结

• 文件的概念
• 文件处理方法——缓冲系统与非缓冲系统
• 文件打开与关闭——fopen 与 fclose
• 文件的读写操作：fputc 与 fgetc、fputs 与 fgets、fprintf 与 fscanf、fread 与 fwrite
• 文件的定位——rewind、fseek、ftell
• 文件的类型——文本文件、二进制文件