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素羽能
5 years ago
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1 第 13 章外存中数据的组织文件本章的基本内容是 : 概述文件的打开与关闭文件的读写操作

2 任务 13.1 统计入学成绩 ( 文件版 ) 问题某大学的博士入学考试科目为外语和两门专业课, 对于每个考生, 输入各科考试成绩并计算总分要求用文件实现想法已经录入的成绩信息应该用文件保存下来, 已经计算的总分也应该保存到文件中, 并已追加方式继续录入算法文件 student.txt 存放学生的成绩信息, 函数 WriteToFile 实现录入考生的成绩信息并存入文件 student.txt, 描述如下 : 输入 : 无功能 : 录入考生的成绩信息输出 : 无 step1: 以追加方式打开文件 student.txt; step2: 输入考生的各项信息 ; step3: 计算该生的总分 ; step4: 将考生的各项信息以及总分以追加方式存入文件 student.txt; step5: 如果继续录入, 转 step2; 否则关闭文件 student.txt, 算法结束 ;

3 13.1 概述文件的概念文件 : 存储在外部介质 ( 磁盘磁带等 ) 上的一组相关数据的有序集合, 这个数据集合的名字称为文件名文件名标识一个文件的属性, 其一般结构为 : 主文件名. 扩展名, 其命名规则遵循操作系统的规定文件是操作系统进行数据管理的基本单位要读取外部介质中的数据, 必须首先按照文件名找到相应的文件, 然后从这个文件中将数据读取出来 ; 要将数据存储到外部介质中, 必须首先在外部介质上建立一个文件, 然后将数据写入这个文件例如, 应用程序的文件打开功能实现将文件的内容读入到内存, 文件保存功能实现将数据从内存写入文件

4 13.1 概述文本文件和二进制文件文本文件即 ASCII 码文件, 扩展名是.txt.c.cpp.h.ini 等的文件大多是文本文件二进制文件将内存中的数据原样输出 ( 即镜像 ) 到文件中, 扩展名是.exe.dll.lib.dat.gif.bmp 等的文件大多是二进制文件 '1' '2' '3' '4' '5' (a) 内存中的 (b) 文本文件中的 (c) 二进制文件中的 13345

5 13.1 概述文件缓冲区 C 程序文件缓冲区磁盘文件程序控制读写操作操作系统自动完成

6 13.1 概述文件缓冲区操作文件的一般流程 : 1. 打开文件在打开一个文件时, 系统自动在内存中开辟一个文件缓冲区, 缓冲区的大小由具体的语言标准规定 2. 文件测试打开文件后要测试文件是否正确打开, 例如不同的程序试图打开同一个文件 3. 读写操作从文件中读数据时, 操作系统首先自动把一个扇区的数据导入文件缓冲区中, 然后由程序控制读入数据并进行处理, 一旦数据读入完毕, 系统会自动把下一个扇区的数据导入文件缓冲区中, 以便继续读入数据把数据写入文件时, 首先由程序控制把数据写入文件缓冲区, 一旦写满文件缓冲区, 操作系统会自动把这些数据写入磁盘中的一个扇区, 然后把文件缓冲区清空, 以便接受新的数据 4. 关闭文件不及时关闭文件就会耗尽操作系统的文件资源 ; 强制将文件缓冲区的数据写入文件, 以免数据丢失

7 13.1 概述文件指针在头文件 stdio.h 中定义了一个文件结构类型 FILE,FILE 中包含所有与文件操作相关的信息 struct _iobuf char *_ptr; int _cnt; char *_base; int _flag; int _file; int _charbuf; int _bufsiz; char *_tmpfname; ; typedef struct _iobuf FILE; // 文件的当前位置指针 // 缓冲区的首地址 // 文件号 // 缓冲区的长度 // 为结构体类型 struct _iobuf 定义别名 FILE

8 13.1 概述文件指针语法定义文件指针的一般形式如下 : FILE * 文件指针变量名 ; 语义定义文件指针变量 FILE *fp = NULL; // 定义并初始化文件指针变量 fp 文件指针是一种特殊的指针, 每个打开的文件都有自己的文件指针和文件缓冲区, 通过文件指针可以获得该文件的相关信息 ( 例如文件号文件的位置指针等 ), 这些相关信息在系统打开文件时自动填入和使用, 一般的编程人员不必关心 FILE 结构的具体内容

9 文件的位置指针 13.1 概述 C 语言中的文件是流式文件, 即文件是由一个个字节组成, 对于文本文件, 每个字节对应一个字符, 对于二进制文件, 每个字节对应一个二进制位串 _ptr( 相当于读写头 ) 字节字节字节字节文件结构类型 FILE 中的成员 _ptr 表示当前的位置指针, 指向当前的读写位置, 也就是将要操作的字节一般情况下, 在打开一个文件时,_ptr 位于文件首部, 即指向第一个字节, 随着文件读写操作的进行, 文件的位置指针 _ptr 会自动向后移动最后一个字节之后是文件结束位置, 因此, 文件的位置指针 _ptr 的最小值是 0, 最大值是文件的长度

10 文件的位置指针 13.1 概述 _ptr 字节字节字节字节为了避免文件已结束时还对文件进行读写操作,C 语言提供了符号常量 EOF 和函数 feof( ) 测试文件是否结束如果文件的位置指针在文件的末尾, 则 EOF 为逻辑真, 函数 feof( ) 的值为逻辑真, 否则 EOF 为逻辑假, 函数 feof( ) 的值为逻辑假如果要强制将文件的位置指针 _ptr 指向其他位置, 可以调用有关库函数将指针 _ptr 移动到指定的位置如 rewind fseek 等函数移动文件的位置指针,ftell 函数获得 _ptr 的当前位置, feof 函数判断 _ptr 是否指向文件的末尾

11 文件的打开 13.2 文件的打开与关闭函数原型 fopen( ) 函数的原型如下 : 要打开的文件名 FILE *fopen(char *filename, char *mode) ; 文件指针类型打开方式其中, 文件名前面可以带路径 ; 打开文件的方式是指打开文件后将要进行哪些操作功能按指定方式打开文件, 系统分配相应的文件缓冲区返回值如果文件打开成功, 则返回指向该文件的指针, 如果文件打开失败, 则返回空指针 NULL

12 13.2 文件的打开与关闭文件的打开文件打开方式文件类型操作类型 t(text) b(binary) r(read) 打开一个文本文件打开一个二进制文件含义缺省表示打开文本文件以只读方式打开一个已经存在的文件 r+ 打开一个已经存在的文件, 准备读写 w(write) 以只写方式创建一个新文件, 如果文件已存在, 则覆盖原文件 w+ 创建一个新文件准备读写, 若文件已存在则覆盖原文件 a(append) a+ 以追加方式打开一个已经存在的文件, 不能从文件读数据如果文件不存在, 则创建这个文件准备写数据打开一个已经存在的文件准备读写如果文件不存在, 则创建这个文件准备读写数据文件的位置指针文件的开始文件的末尾

13 文件的打开 13.2 文件的打开与关闭 FILE *fp ; char *p = NULL ; fp = fopen("f1.txt", "r") ; fp = fopen("c:\\aaa\\f1.txt", "w+") ; p = "c:\\aaa\\f1.txt " ; fp = fopen(p, "a+") ; 为保证文件操作的可靠性, 调用 fopen( ) 函数后进行文件测试 : FILE *fp= NULL ; fp = fopen("f1.txt", "r") ; if (fp ==NULL) printf("file open error!") ; exit(-1) ; // 终止程序的执行

14 文件的关闭 13.2 文件的打开与关闭函数原型 fclose 函数的原型如下 : int fclose(file *filepointer) ; 要关闭的文件指针功能关闭 filepointer 指向的文件返回值如果正常关闭, 则返回值为 0, 否则, 返回非 0 if (fclose(fp)) printf("file close error!") ; exit(-1) ; // 终止程序的执行

15 13.3 文件的读写操作文件读写的概念文件的读写操作是针对内存而言的, 读文件操作 ( 称读操作 ) 是将文件中的数据传送到计算机内存中, 写文件操作 ( 称写操作 ) 是从计算机内存中向文件传送数据写文件读文件计算机内存磁盘文件

16 13.3 文件的读写操作字符方式文件读写字符方式文件读写 : 以字符为单位进行文件读写操作, 即每次可从文件读出一个字符或向文件写入一个字符函数原型 fgetc 函数的原型如下 : 从这个文件读字符 int fgetc(file *filepointer) ; 功能从 filepointer 文件的当前位置读出一个字符, 同时将文件的位置指针 _ptr 后移一个字节读出的字符一般要保存到一个字符型变量中返回值如果读取成功, 则返回读取的字节值 ; 如果读到文件尾或出错, 则返回 EOF

17 13.3 文件的读写操作字符方式文件读写字符方式文件读写 : 以字符为单位进行文件读写操作, 即每次可从文件读出一个字符或向文件写入一个字符函数原型 fputc 函数的原型如下 : 向这个文件写字符 int fputc(int c, FILE *filepointer) ; 要写入的字符功能向 filepointer 文件的当前位置写入一个 ASCII 码值为 c 的字符, 同时将文件的位置指针指向下一个字节返回值如果写入成功, 则返回写入的字节值 ; 否则返回 EOF

18 13.3 文件的读写操作例 13.1 将键盘上输入的若干行文字存入文件 test.txt 中要求用字符方式完成文件读写操作 #include <stdio.h> int main( ) FILE *fp = NULL; char ch, flag = 'y'; fp = fopen("test.txt", "w"); if (fp == NULL) printf(" 文件打开失败!\n"); return -1; while ((flag == 'y' flag == 'Y')) printf(" 请输入一行文字 :"); fflush(stdin); ch = getchar( ); while (ch!= '\n') fputc(ch, fp); ch = getchar( ); fputc('\n', fp); printf(" 继续输入吗? 继续请输入 y 或 Y:"); scanf("%c", &flag); fclose(fp); return 0;

19 字符串方式文件读写 13.3 文件的读写操作字符串方式文件读写 : 以字符串为单位进行文件读写操作, 即每次可从文件读出一个字符串或向文件写入一个字符串函数原型 fgets 函数原型如下 : 从这个文件读字符串 char *fgets(char *str, int n, FILE *filepointer) ; 读出的字符串读取长度为 n-1 功能从 filepointer 文件的当前位置读取长度为 n-1 的字节串, 在末尾加上字符串终结符 '\0' 存入 str 所指内存单元中, 同时将文件的位置指针后移 n-1 个字节返回值如果读取成功, 则返回指向字符串的指针 ; 如果读到文件尾或出错, 则返回 NULL

20 字符串方式文件读写 13.3 文件的读写操作字符串方式文件读写 : 以字符串为单位进行文件读写操作, 即每次可从文件读出一个字符串或向文件写入一个字符串函数原型 fputs 函数的原型如下 : 向这个文件写字符串 int fputs(char *str, FILE *filepointer) ; 要写入的字符串功能向 filepointer 文件的当前位置写入字符串 str, 同时将文件的位置指针向后移动字符串长度个字节返回值如果写入成功, 则返回最后写入的字节值 ; 否则返回 EOF

21 13.3 文件的读写操作例 13.2 设计程序在显示器上输出文件 test.txt 的内容要求用字符串方式完成文件读写操作 #include <stdio.h> int main( ) FILE *fp = NULL; char str[80]; fp = fopen("test.txt", "r"); if (fp == NULL) printf(" 文件打开失败!\n"); return -1; fgets(str, 15, fp); printf("%s", str); fgets(str, 13, fp); printf("%s", str); fclose(fp); return 0; '\n' 的 ASCII 码 I love China!0D0AI love you!0d0a 第 1 次读取 15 个字符第 2 次读取 13 个字符 _ptr _ptr

22 13.3 文件的读写操作格式化方式读写格式化读写文件 : 以某种格式进行的文件读写,C 语言提供了 fscanf 和 fprintf 函数实现格式化读写功能格式化文件读写函数 fscanf( ) 和 fprintf( ) 与格式化输入 / 输出函数 scanf( ) 和 printf( ) 类似, 区别在于 fscanf( ) 和 fprintf( ) 函数的操作对象是磁盘文件,scanf( ) 和 printf( ) 函数的操作对象是标准输入 ( 键盘 )/ 输出 ( 显示器 ) 文件

23 13.3 文件的读写操作格式化方式读写函数原型 fscanf 函数的原型如下 : 从这个文件中读输入列表 int fscanf(file *filepointer, char *format[,address, ]) ; 其中,format 是格式串, 与 scanf 的格式串相同 ;address 是输入列表, 通常为变量的地址功能从 filepointer 文件按 format 格式读取输入列表中的数据返回值如果读取成功, 则返回读取的数据项的个数, 如果读到文件尾或出错, 则返回 EOF int x ; char *str ; fscanf(fp, "%d%s", &x, str) ; 读取的格式要求

24 13.3 文件的读写操作格式化方式读写函数原型 fprintfs 函数的原型如下 : 向这个文件写输出列表 int fprintf(file *filepointer, char *format[,address, ]); 写入的格式要求其中,format 是格式串, 与 printf 的格式串相同 ;address 是输出列表, 与 printf 的输出列表相同功能将输出列表中的数据按照指定格式写入到文件 filepointer 中当前的读写位置返回值如果写入成功, 则返回写入的字节数, 否则返回 EOF int x = 20 ; float y = 5.8 ; fprintf(fp, "%d,%6.2f", x, y) ; // 将变量 x 和 y 的值以逗号做分隔符写入文件 fp

25 13.3 文件的读写操作例 13.3 从键盘上输入学生的成绩信息并存入文件 test.txt 中要求用格式化方式完成文件读写操作 #include <stdio.h> typedef struct char name[10] ; double total; StudentType; int main( ) FILE *fp = NULL; char flag = 'y'; StudentType stu; fp = fopen("test.txt", "a"); if (fp == NULL) printf(" 文件打开失败!\n"); return -1; while ((flag == 'y' flag == 'Y')) printf(" 请输入学生的姓名 :"); scanf("%s", stu.name); printf(" 请输入学生的总成绩 :"); scanf("%lf", &stu.total); fprintf(fp, "%-10s:%6.2f", stu.name, stu.total); fputc('\n', fp); fflush(stdin); printf(" 继续输入吗? 继续请输入 y 或 Y:"); scanf("%c", &flag); fclose(fp); return 0;

26 13.3 文件的读写操作二进制方式文件读写二进制方式文件读写 : 对二进制文件进行读写操作, 通常以字节为单位函数原型 fread 函数的原型如下 : 数据存放位置读出 n 个数据 unsigned fread(void *ptr, unsigned size, unsigned n, FILE *filepointer) ; 数据所占字节数从这个文件读功能从 filepointer 文件的当前位置读出 n 个数据, 每个数据的大小是 size 个字节, 并将读出的数据存放在 ptr 所指向的内存单元中, 同时, 将文件的位置指针向后移动 n*size 个字节返回值若操作成功, 则返回读出的数据个数 ; 否则返回 0

27 13.3 文件的读写操作二进制方式文件读写二进制方式文件读写 : 对二进制文件进行读写操作, 通常以字节为单位函数原型 fwrite 函数的原型如下 : 数据的存储位置写入 n 个数据 unsigned fwite(void *ptr, unsigned size, unsigned n, FILE *filepointer) ; 数据所占字节数向这个文件写功能将 ptr 所指内存的 n 个大小为 size 个字节的数据写入 filepointer 文件的当前位置, 同时, 将文件的位置指针向后移动 n*size 个字节返回值若操作成功, 则返回写入数据的个数 ; 否则返回 0

28 13.3 文件的读写操作例 13.4 从键盘上输入学生的成绩信息并存入文件 test.dat 中, 再输出全部学生的成绩信息要求用二进制文件 #include <stdio.h> typedef struct char name[10] ; double total; StudentType; int main( ) FILE *fp = NULL; char flag = 'y'; StudentType stu; fp = fopen("test.dat", "ab+"); if (fp == NULL) printf(" 文件打开失败!\n"); return -1;

29 13.3 文件的读写操作 while ((flag == 'y' flag == 'Y')) printf(" 请输入学生的姓名 :"); scanf("%s", stu.name); printf(" 请输入学生的总成绩 :"); scanf("%lf", &stu.total); fwrite(&stu, sizeof(studenttype), 1, fp); fflush(stdin); printf(" 继续输入吗? 继续请输入 y 或 Y:"); scanf("%c", &flag); rewind(fp); printf(" 全部学生的成绩如下 :\n"); while (!feof(fp)) fread(&stu, sizeof(studenttype), 1, fp); printf("%-10s:%6.2f\n", stu.name, stu.total); fclose(fp); return 0;

30 解决任务 13.1 的程序 #include <stdio.h> typedef struct char no[10] ; char name[10] ; double foreign ; double spec1 ; double spec2 ; double total ; StudentType; void WriteToFile( ); void ReadFromFile( ); int main( ) int select; do printf("1. 录入成绩 2. 输出成绩 0. 退出 \n"); printf(" 请输入要执行的操作 :"); scanf("%d", &select); switch (select) case 1: WriteToFile( ); break; case 2: ReadFromFile( ); break; default: printf(" 退出程序!"); break; while ((select == 1 select == 2)); return 0;

31 printf(" 请输入考生外语成绩 :"); scanf("%lf", 解决任务 &stu.foreign); 13.1 的程序 printf(" 请输入考生专业课 1 成绩 :"); scanf("%lf", &stu.spec1); void WriteToFile( ) printf(" 请输入考生专业课 2 成绩 :"); scanf("%lf", &stu.spec2); FILE *fp = NULL; stu.total = stu.foreign + stu.spec1 + stu.spec2; StudentType stu; fprintf(fp, "%10s%10s%8.2f ",stu.no, stu.name, stu.foreign); char flag = 'y'; fprintf(fp, "%8.2f%8.2f%8.2f", stu.spec1, stu.spec2, stu.total); fp = fopen("student.txt", fputc('\n', "a"); fp); if (fp == NULL) fflush(stdin); printf(" 继续输入吗? 继续请输入 y 或 Y:"); printf(" 文件打开失败 scanf("%c",!\n"); &flag); return -1; fclose(fp); while ((flag == return; 'y' flag == 'Y')) printf(" 请输入考生考号 :"); scanf("%s", stu.no); printf(" 请输入考生姓名 :"); scanf("%s", stu.name);

32 解决任务 13.1 的程序 void ReadFromFile( ) FILE *fp = NULL; StudentType stu; fp = fopen("student.txt", "r"); if (fp == NULL) printf(" 文件打开失败!\n"); return -1; printf(" 考生姓名总分 \n"); while (!feof(fp)) fscanf(fp, "%s%s", stu.no, stu.name); fscanf(fp, "%lf%lf%lf%lf",&stu.foreign,&stu.spec1,&stu.spec2,&stu.total); printf("%10s%8.2f\n", stu.name, stu.total); fclose(fp); return;

33 13.5 程序设计实例实例 1 文件复制问题模拟实现操作系统的文件复制功能实例 2 注册与登录问题模拟应用软件的用户注册和登录功能

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 ;