没有幻灯片标题

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1 位运算 C 语言既具有高级语言的特点, 又具有低级语言的功能所谓位运算是指进行二进制位的运算 C 语言提供的位运算 :

2 说明 : 1 位运算符中除 ~ 以外, 均为二目 ( 元 ) 运算符, 即要求两侧各有一个运算量 2 运算量只能是整形或字符型的数据, 不能为实型数据 3 计算机中的数据是以补码的形式存储的, 因而进行位运算时, 是以补码进行运算

3 按位与运算符 (&)

4 按位或运算符 ( )

5 异或运算符 ( ), 也称 XOR 运算符

6 取反运算符 (~)

7 用途

8 左移运算符 (<<)

9 右移运算符 (>>)

10 1 位运算符与赋值运算符结合可以组成扩展的赋值运算符如 :&=, =,>>=,<<=, = 例 :a&=b 相当于 a=a&b a<<=2 相当于 a=a<<2 2 不同长度的数据进行位运算如果两个数据长度不同 ( 例如 long 型和 int 型 ) 进行位运算时 ( 如 a&b, 而 a 为 long 型,b 为 int 型 ), 系统会将二者按右端对齐如果 b 为正数, 则左侧 16 位补满 0 若 b 为负, 左端应补满 1 如果 b 为无符号整数型, 则左端添满 0

11 位运算举例例 : 取一个整数 a 从右端开始的 4 7 位考虑如下 :1 先是 a 右移 4 位, 即 a>>4 2 设置一个低 4 位全为 1 的数, 即 ~(~0<<4) 3 将上面两式进行与运算, 即 a>>4&~(~0<<4) 程序如下 : main(){ unsigned a,b,c,d; scanf("%o",&a); b=a>>4; c=~(~0<<4); d=b&c; printf("%o\n%o\n",a,d); } 结果 : (a 的值, 八进制 ) 15 (d 的值, 八进制 )

12 位段所谓位段是以位为单位定义长度的结构体类型中的成员例 :struct packed-data {unsigned a:2; unsigned b:6; unsigned c:4; unsigned d:4; int i; }data;

13 说明 : 1 对结构或联合中的 unsigned 类型和 int 类型的成员, C 语言允许指定存储它们的位数, 指定了存储位数的结构或联合中的成员称为位段 2 利用位段能够用最少的位数存储数据, 从而更好地利用内存 3 位段成员必须声明为 int 或 unsigned 类型 4 可以指定空间不使用的无名位段 5 0 宽度的无名位段用来使下一个位段从新存储单元的起始位置开始存储 6 不能对位段进行取地址操作

14 使用文件的理由文件 1 程序运行中一些数据值要保留到程序结束后的下一次或下一个作业中使用 2 程序与程序间的数据通讯 3 程序处理的数据量太大, 不可能把它们都保存在主存储器中

15 文件的类型 1 按数据的组织形式分 : c 语言把文件看作是一个字符的序列 ( 流式文件 ) 文本文件 (text), 每个字节存放一个字符代码, 代表一个字符. 二进制文件 : 把内存中的数据按其在内存中的存储形式原样输出到磁盘上, 存放时不进行数据格式的转换注意 : 以二进制形式存储数据要比以文本形式节省空间. 2 按对文件的处理方式分 : 带缓冲区与不带缓冲区的文件

16 缓冲文件和非缓冲文件 1 缓冲文件 : 系统为每个正在使用的文件在内存中开辟一个缓冲区, 当磁盘和内存交换数据时, 首先把数据存放在缓冲区, 然后再进行数据的交换 2 非缓冲文件 : 系统不自动为文件开辟固定大小的缓冲区, 而是由程序具体确定内存程序数据区输出文件缓冲区磁盘数据输入文件缓冲区

17 流 (stream) 和文件 (file) C 语言 I/O 系统为 C 语言提供了一个统一的接口, 与具体的被访问设备无关即 C 语言的 I/O 系统在编程者和设备之间提供了一层抽象的东西, 这个抽象的东西就叫做流具体的实际设备叫做文件

18 typedef struct _iobuf { int cnt; /* characters left */ char *ptr; /* next character position */ char *base; /* location of buffer */ int flag; /* mode of file access */ int fd; /* file descriptor */ } FILE;

19 文件与流 1 C 语言把每一个文件都看着一个有序的字节流, 每一个文件或者以文件结束标志 (End of file marker) 结束, 或者在特定的字节号处结束 ( 结束文件的特定的字节号记录在系统维护和管理的数据结构中 ) 2 当打开一个文件时, 该文件和某个流关联起来执行程序时会自动打开单中文件和这三种文件关联的流标准输入流标准输出流和标准错误流 3 标准输入流标准输出流和标准错误流是文件指针 stdin, stdout, stderr 操作的 4 文件的操作 : 文件的打开关闭读写

20 二文件的打开和关闭 1 打开文件函数 fopen( ) fopen( ) 函数打开一个流并把文件与这个流连接最常用的文件是一个磁盘文件 fopen( ) 函数的调用方式为 : FILE *fopen(char *filename,char*mode); filename 为要打开的文件名字符串指针, mode 是说明文件打开方式的字符串

21 文件使用方式意义 r 只读打开一个文本文件, 只允许读数据 w a rb wb ab r+ w+ a+ rb+ wb+ ab+ 据只写打开或建立一个文本文件, 只允许写数据追加打开一个文本文件, 并在文件末尾写数据只读打开一个二进制文件, 只允许读数据只写打开或建立一个二进制文件, 只允许写数据追加打开一个二进制文件, 并在文件末尾写数据读写打开一个文本文件, 允许读和写读写打开或建立一个文本文件, 允许读写读写打开一个文本文件, 允许读, 或在文件末追加数据读写打开一个二进制文件, 允许读和写读写打开或建立一个二进制文件, 允许读和写读写打开一个二进制文件, 允许读, 或在文件末追加数

22 fopen( ) 函数按照 mode 指定的方式打开 filename 指向的文件若文件正常打开, 则建立该文件的文件控制结构, 并返回它的地址, 若文件不能正常打开, 返回 NULL( 零 ) 在程序中必须用文件型指针变量接受 fopen( ) 函数的返回值例如, 程序中要打开名为 test 的文件, 并且要读取文件内容时, 函数可按如下方式使用 : FILE *fp; fp=fopen( test, r ); 在程序中, 用 fopen( ) 函数打开某一文件时, 一般情况下都要对函数进行检验, 以判断文件是否正常打开, 常用的形式是 : if ((fp=fopen( test, r ))==NULL) { printf( Can t open file\n ); exit(0); }

23 2 关闭文件函数 fclose( ) fclose( ) 函数用来关闭一个已经由 fopen( ) 打开了的流必须在程序结束之前关闭所有打开的流文件不关闭会引起数据丢失文件损坏等许多问题 fclose( ) 函数的调用形式为 : int fclose(file *fp); 其中 fp 是一个调用 fopen( ) 函数时返回的文件指针文件若成功关闭则返回一个 0 值, 否则为出错, 该错误信息可使用 ferror( ) 函数进行检测

24 三文件的读写 1 字符读写函数 fgetc( ) 和 fputc( ) fputc( ) 函数用来向事先已调用 fopen( ) 函数打开的一个写操作流中写字符调用方式是 : int fputc(int ch, FILE *fp); 这里 fp 是由 fopen( ) 返回的文件指针,ch 表示输出的字符文件指针 fp 告诉 fputc( ) 函数写字符输出到哪个磁盘文件中去 ch 名义上为 int 型, 但只使用低位字节如果 fputc( ) 操作成功, 则返回所写入的字符, 如果操作失败返回 EOF EOF 是 stdio.h 里定义的一个宏, 含义是文件结束

25 fgetc( ) 函数用来从一个已由 fopen( ) 函数打开的读操作流中读取字符调用方式为 : int fgetc(file *fp); 这里 fp 是一个由 fopen( ) 返回的 FILE 型文件指针 fgetc( ) 返回一个整型量且高位字节为 0 当读到文件尾时,fgetc( ) 返回一个 EOF 标记作用与 putchar(),getchar() 相同, #define putchar (c) fputc (c,stdout) #define getchar() fgetc(stdin)

26 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> main() { FILE *fp; char ch; if((fp=fopen("d:\\data.txt","rt"))==null) { printf("\ncannot open file exit!"); getchar(); exit(1); } ch=fgetc(fp); while(ch!=eof) { fputc(ch, stdout);putchar( c ); ch=fgetc(fp); } fclose(fp); return 0; }

27 2. 格式化的输入输出 : int fprintf( FILE *stream, const char *format [, argument ]...); int fscanf( FILE *stream, const char *format [, argument ]... ); 格式化的输入与输出, 可以将 printf,scanf 函数看作宏代换 #define printf(const char *format [, argument ]...); fprintf( stdout, const char *format [, argument ]...); #define scanf(const char *format [, argument ]...); fscanf( stdin, const char *format [, argument ]... ); 判断文件是否已到文件尾部 int feof( FILE *stream );

28 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> void main() { FILE *stream; int i = 10; double fp = 1.5; char s[] = "this is a string"; char c = '\n'; if ((stream = fopen("data11.txt", "w"))==null) { printf("can\'t open file\n"); getchar(); exit(1); } fprintf( stream, "%s%c", s, c ); fprintf( stream, "%d\n", i ); fprintf( stream, "%f\n", fp );

29 3. 整行读写的函数 char *gets( char *buffer ); char *fgets( char *string, int n, FILE *stream ); gets() 从标准输入流 stdin 中读取一行, 并将其存储于 buffer 中, 该行包括所有的新行符 ( \n ), gets() 然后将其替换为字符零 ( \0 ) 而 fgets 函数则保留新行符, 不进行转换 int puts( const char *string ); int fputs( const char *string, FILE *stream ); puts() 将字符串写到标准输出流 stdout 中, 并将字符零 ( \0 ) 替换为新行符 ( \n ) 而 fputs() 则无需这样的转换 Gets() 与 puts() fgets() fputs() 要结合使用 getsandfgets.cpp

30 4 读写数据块函数 fread( ) 和 fwrite( ) fread( ) 和 fwrite( ) 是用来读写数据块的函数调用形式为 : int fread(void *buffer, int num_bytes, int count, FILE *fp); int fwrite(void *buffer, int num_bytes, int count, FILE *fp); 对于 fread( ),buffer 是一个指向用来接受从文件中读取的数据存储区的指针而对于 fwrite( ),buffer 是一个指向将被写到文件中去的那些数据的指针读写的字节数用 num_bytes 表示参数 count 指示共有多少个字段 ( 每个字段长度为 num_bytes) 要被读和写 fp 是打开的流的文件指针只要文件以二进制形式打开,fread( ) 和 fwrite( ) 可以读写任何类型的信息 fread( ) 和 fwrite( ) 最有效的用法是用来读写数组或结构

31 向随机存取文件中随机地写入数据 int fseek( FILE *stream, long offset, int origin ); SEEK_CUR:Current position of file pointer SEEK_END:End of file SEEK_SET: Beginning of file void rewind( FILE *stream ); 类似于 (void) fseek( stream, 0L, SEEK_SET ); fseeka.cpp

32 预处理指令预处理指令 #include 用指定的文件的一份拷贝取代这条预处理指令 #include 有两种形式 : #include <filename> #include filename 两种形式的差别在于预处理指令查找要被包含的文件的路径不同如果用双引号标识文件名, 预处理指令在正在编译的程序所在的目录中查找要被包含的文件, 该方法通常用来把程序员定义的头文件包含到程序中如果用尖括号标识文件名, 预处理指令就用与实现无关的方式查找要被包含的文件, 通常在指定的目录中查找程序员经常建立一个文件, 它包含了供各个程序文件公用的声明, 然后把它包含到文件中, 如结构联合枚举以及函数原型等

33 预处理指令 #define: 符号常量格式为 :#define 标识符替换文本当文件中出现这一行时, 以后出现的所有的该标识符都会在程序编译前自动用替换文本取代 ( 字符串中出现的除外 ) 例如 :#define PI 注意点 : 预处理指令 #define 之后出现的符号常量是用符号常量名右边的所有的文本替换的例如 #define PI= 使预处理指令用 = 取代其后出现的所有 PI, 这会出现许多微妙的逻辑错误和语法错误不能重新定义

34 2 宏定义的嵌套用定义过的宏名去定义另一个新的宏名, 称为宏定义的嵌套, 例如 : #define FALSE 0 #define TRUE FALSE+1 在第 2 个宏定义中, 使用了前面定义过的宏名 FALSE, 预处理时程序中所有出现的 FALSE 都被 0 替换, 如果程序中出现这样的语句 : int x=10; if ( x*true ) 10*FALSE+1 printf( TRUE is define to %d\n,true); 则宏展开为 : if ( 0+1 ) printf( TRUE is define to %d\n,0+1);

35 例 : 计算圆周长和面积 #define R #define PI #define L 2*(PI)* (R) 2* *( ) #define S (PI)* ( R ) * ( R ) main() { printf( L is %f\ns is %f\n, L,S); } 宏展开为 : main() { } printf( L is %f\ns is %f\n, 2* *4.5, *4.5*4.5);

36 预处理指令 #define: 宏宏是在预处理指令 #define 中定义的一种操作和符号常量一样, 程序中的宏标识符也在程序编译之前被文本替换可以定义带有或不带有参数的宏预处理指令就像处理符号常量一样处理不带参数的宏, 对带有参数的宏的处理方式是 : 先用替换文本取代参数, 然后再把宏展开, 即用替换文本取代程序中的标识符和参数列表例如 :#define CIRCLE_AREA(x) (PI*(x)*(x)) 不论文件中何时出现 CIRCLE_AREA(x), 替换文本中的 x 都用 x 的值取代, 符号常量 PI 用前面定义的值取代, 然后展开程序中的宏例如, 语句 :area=circle_area(4);

37 被展开为 :area=( *(4)*(4)); 因为该表达式只由常量组成, 所以在编译时就能计算出该表达式的值并赋给变量 area 用圆括号把替换文本中的 x 括起来是为了在宏参数是表达式时强迫编译器以正确的顺序计算表达式的值例如 : 语句 :area=circle_area(c+2); 被展开为 : area=( *(c+2)*(c+2)); 式中的圆括号使得表达式能够以正确的顺序计算如果去掉圆括号, 宏就被展开为 : area= *c+2*c+2; 就不正确了

38 可以用 #undef 结束符号常量和宏的作用, 符号常量或宏名的作用域从其定义开始到用 #undef 取消其定义或到文件结束为止取消了符号常量和宏名的定义之后, 可以用 #define 指令重新定义它可以把宏 CIRCLE_AREA 定义为函数 double circlearea(double x) { } return * x * x; 与宏完成同样的计算, 但是函数需要调用函数的开销, 使用宏的优点是直接把代码插入到程序中 ( 避免了函数的开销 ), 并且保持了程序的可读性宏或符号常量的替换文本通常在一行中

39 条件编译 : 通常用于调试程序条件编译可以让程序员控制预处理指令的执行和程序代码的编译每一个条件预处理指令都计算一个整常数表达市的值不能在预处理指令中计算强制类型转换表达式 sizeof 表达式或枚举常量条件预处理指令的结构与 if 结构非常类似以如下的预处理代码为例 : #if!defined(null) #endif #define NULL 0 这些预处理指令确定是否定义了 NULL 可以把 #if defined() 和 #if!defined() 缩写为 #ifdef 和 #ifndef, 可以用 #elif( 等价于 if 结构的 else if) 和 #else( 等价于 if 结构的 else) 指令测试包含多个部分的条件预处理结构

40 宏 assert 在头文件 assert.h 中定义的 assert 用来测试表达式的值如果表达式的值为 0, 则 assert 就打印出错报文, 并调用 stdlib.h 中的函数 abort 终止程序的执行这是一个有用的调试工具, 可测试一个变量是否具有某个正确的值 Assert(x<=10); 如果 x 大于 10, 则打印出包含行号和文件名的错误报文并终止程序的执行

文件

CH10 文件 1 文件的概念一文件分类二文件的组织结构 : ASCII 码文件 ( 文本文件 ) 二进制文件文件是二进制代码的, 则文件就是字节流文件是 ASCII 码的, 则文件就是字符流, 也是字节流 1 如 : 对于整型变量 x, 其值为 32767 若以文本方式存放, 则共有 5 个字符, 内容为 : 00110011 00110010 00110111 00110110 00110111