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衣员梁
4 years ago
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1 C/C++ 資料結構與程式設計檔案處理 NTU CSIE 講師 : 張傑帆

2 檔案函式簡介 C 語言所提供的檔案處理函式, 將這些輸入的資料儲存在指定的資料檔 (Data File) 中, 這些資料檔的副檔名通常設為 *.txt 或 *.dat 當需要處理資料檔中的資料時, 可以透過檔案處理函式, 取得資料檔內的資料並存放到變數或陣列 ( 主記憶體中 ) 中進行處理, 資料處理完畢再將資料寫回指定的資料檔內這樣資料不但容易維護, 而且同一份程式可處理相同資料格式不同的資料檔, 增加了程式的使用彈性

3 資料流的觀念資料流就是將整個資料檔內的資料如下圖視為一串連續的字元組成像 MS-DOS 和 UNIX 處理資料都是透過資料流觀念, 存取方式採一個字元一個字元方式處理來簡化高階輸出入動作, 使得任何輸出入的動作都在資料流上運作, 如此在撰寫資料檔內資料的輸出入程式時, 可以不用理會週邊裝置的多樣性資料流藉著檔案指標的移動來存取資料流上的資料, 檔案指標目前所指的資料位置即是要處理的資料, 經過存取後檔案指標會往後移動每個資料檔最後面都有一個檔案結束符號 (EOF) 用來告知該資料檔到此結束後面沒有資料, 若檔案指標指到 EOF 便表示資料已經存取完畢

4 電腦週邊設備資料的存取可以使用二進位檔 (Binary File) 和文字檔 (Text File) 這兩種格式二進位檔內的資料是採用二進位格式進行儲存, 例如聲音檔 (*.wav) 影像檔 (*.avi) 執行檔 (*.exe) 圖形檔 (*.pcx) 都是採用二進位格式儲存檔案, 採用二進位格式來儲存檔案會比較節省儲存空間文字檔內的每個字元都是使用該字元對應 ASCII 碼的格式來進行存檔, 一個字元的 ASCII 碼就佔用 1 Byte, 10 個字元就佔用 10 Bytes, 因此採用文字檔的格式進行存檔會比較浪費儲存空間

5 循序檔與隨機檔循序檔 (Sequential File) 全名為循序存取檔 (Sequential Acess File) 此種資料在寫入時是從資料檔的開頭開始按照資料寫入的先後順序逐筆寫入磁碟中, 讀取時不管資料的前後次序都必須從第一筆開始逐筆往後讀取, 一直到檔案結束為止此種檔案每筆資料長度不拘, 較節省磁碟空間, 但查詢資料時都必須從第一筆開始找起較費時間

6 隨機檔 (Random File) 全名為隨機存取檔 (Random Access File) 由於此種檔案大都使用結構方式來存放資料, 因此每筆資料的長度是相同因此存取此種資料不管資料是位於最前面中間或最後面, 都是經過計算位置便可直接存取該筆資料, 而不必像循序檔找尋資料時都必須從最開頭開始找起, 而是採跳躍式直接存取

7 C 語言檔案處理函式 C 語言的檔案處理函式按照有無提供緩衝區可區分為 : 提供緩衝區的標準輸出入 (Standard I/O) 函式, 以及無提供緩衝區的系統輸出入 (System I/O) 函式所謂緩衝區 (Buffer) 即是指資料在存取時, 為了加快程式執行時的速度, 會在主記憶體中事先建立一塊緩衝區來存放部分資料, 接著再透過這個緩衝區來存取整塊資料, 而不直接和磁碟進行存取的動作

8 標準輸出入 (Standard I/O) 函式

9 系統輸出入 (System I/O) 函式

10 標準輸出入函式簡介標準輸出入函式產生的資料檔, 當您使用 fopen() 函式開啟檔案成功時會傳回一個具有 FILE 檔案型別的結構,FILE 結構內存放著一些和該資料檔開啟的相關資訊

11 有關該檔案的位置, 緩衝區的長度及其在記憶體中的位址等等, 設計程式時可以不必去理會這些資訊只要記得使用這些標準輸出入函式之前要先宣告 FILE *fptr;,fptr 是檔案指標, 它所指到的是具有 FILE 檔案型別結構將此 fptr 檔案指標指到 fopen() 函式所傳回 FILE 檔案型別結構的位址, 若該資料檔開啟成功, 即可對開啟的檔案做相對應的處理其宣告方式如下 :

15 在系統輸出入函式中提供 filelength() 函式可傳回檔案代碼 (handle_no) 所對應檔案的檔案大小, 它是以 Bytes 為單位, 此函式原型宣告於 io.h 標頭檔內

16 如何開啟檔案

22 如何關閉檔案檔案開啟後若不再繼續使用, 要記得使用 fclose() 函式將指定的檔案關閉, 並將 FILE 檔案結構指標的相關資源, 及所佔用的緩衝區歸還給系統若採讀取模式來開啟檔案, 可以不必做關閉檔案的動作若是採寫入模式一定記得要使用 fclose() 函式關閉檔案, 否則最後放在緩衝區的資料便無法寫回資料檔內, 而發生資料遺失的情形

23 如何取得檔案大小想知道某一個檔案的大小, 可以使用 fileno() 和 filelength() 函式來取得

27 如何以字元讀寫檔案若想要從資料檔讀取一個字元, 可使用 fgetc() 輸入函式反之, 欲將一個字元寫入檔案, 可使用 fputc() 輸出函式, 其語法分別如下 :

44 如何以字串讀寫檔案上一節是採字元方式, 依序一個字元接一個字元來做檔案讀寫的動作若您希望每次讀取資料檔採字串方式, 就必須透過 fgets() 輸入函式來讀取 ; 使用 fputs() 輸出函式來寫入, 其語法分別如下 :

52 如何複製資料檔複製檔案的技巧就是產生兩個檔案結構指標, 一個指標用來讀取來源檔案的資料 ; 另一個指標用來將讀出的資料寫入到目的檔案兩個檔案指標一起移動待來源指標的檔案指標指到 EOF 時便結束複製的動作, 接著再將兩個資料檔關閉

57 如何存取格式化文字檔 fscanf() 函式提供格式化讀取資料檔的功能 ; 至於 fprintf() 函式是以指定的格式將資料寫到指定的資料檔中上述兩個函式的用法和 scanf() 及 printf() 函式差不多, 差別在於後者是存取記憶體內的變數, 至於 fscanf() 及 fprintf() 函式則是用來存取磁碟中的資料檔其語法如下 :

72 隨機檔隨機檔的存取 fscanf() 及 fprintf() 函式來存取檔案的資料, 若遇到有空白時會發生不可預期的輸出結果, 因此可使用 fwrite() 及 fread() 函式以結構 I/O 方式來解決這個問題隨機檔是每筆資料以結構的方式存入磁碟中 fwrite() 可將整塊資料即結構 ( 即一筆或多筆資料 ) 寫入到檔案指標所指的檔案 ; 而 fread() 可將目前檔案指標的位置上讀取一塊資料並放入指定的結構中因為資料存取都是採用結構的形式存在, 因此每一筆資料的大小都是固定, 讀取資料時只要告知要讀取第幾筆資料, 即可利用公式算出該筆資料的位置, 透過 fseek() 函式即可將檔案指標快速移到該資料位置, 因此存取資料的速度比循序檔快, 若該資料檔經常要做資料的新增刪除修改或查詢的作業時是非常方便

74 fwrite() 及 fread() 函式的第一個引數指標結構 ptr 必須設定該結構的位址, 因此結構變數前面必須加上 &

83 隨機檔的修改與刪除隨機檔內每一筆資料的長度都是相同的, 因此您可以透過 fseek() 函式指定檔案指標要往後移幾筆資料位址, 接著再使用 fread() 函式讀出指定的資料 ; 或是使用 fwrite() 函式更新指定的資料若要重新查詢資料就必須使用 rewind() 函式將檔案指標移到檔案的最開頭, 這樣檔案指標才會從檔案的最開頭開始往下移動

94 系統輸出入函式系統輸出入函式簡介系統輸出入函式沒有提供緩衝區, 而且此類函式是以檔案代碼來代替檔案指標, 且不提供格式化的處理功能下表為常用的系統輸出入函式, 使用這些函式時記得要含入 io.h

97 開啟與關閉檔案一. open() 函式系統輸出入函式的 open() 函式可開啟檔案並傳回對應的檔案代碼其語法如下 : int open(const char *filename, int oflag[, int mode]) 第一個引數 filename 用來指定欲開啟的檔案第二個引數 oflag 用來設定檔案的開啟模式第三個引數用來設定檔案的存取模式, 第三個引數可省略

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101 二. close() 函式若開啟的檔案不想進行存取資料時, 可使用 close(fno) 函式關閉該檔案代碼所對應的檔案, 若關檔成功會傳回 0, 關檔失敗會傳回 -1 其寫法如下 :

102 檔案的存取系統輸出入函式沒有提供緩衝區, 因此使用 read() 和 write() 函式來讀取資料, 必須宣告一個陣列用來當做讀寫資料的緩衝區其寫法如下 :

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C/C++ - 文件IO

C/C++ - 文件IO C/C++ IO Table of contents 1. 2. 3. 4. 1 C ASCII ASCII ASCII 2 10000 00100111 00010000 31H, 30H, 30H, 30H, 30H 1, 0, 0, 0, 0 ASCII 3 4 5 UNIX ANSI C 5 FILE FILE 6 stdio.h typedef struct { int level ;