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C 语言程序设计. 第十三章 文件. 内容简介： 之前我们学习输入输出，都是以终端为对象，也就是从键盘输入数据，运行的结果显示在终端，也就是显示器上。 本章的知识是从操作系统的角度看的，也就是键盘输入就是一个输入文件，显示器的显示就是输出文件。. I/O 设备. 输入设备 键盘、鼠标 软盘、硬盘、光驱（以文件的形式） 串行口、并行口、 USB 接口、网络端口 扫描仪、视频采集卡、电视卡、游戏杆、话筒 …… 输出设备 显示器、打印机 软盘、硬盘、 CD-R/DVD-R （以文件的形式） 串行口、并行口、 USB 接口、网络端口 音箱 ……
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第十三章 文件 内容简介： 之前我们学习输入输出，都是以终端为对象，也就是从键盘输入数据，运行的结果显示在终端，也就是显示器上。 本章的知识是从操作系统的角度看的，也就是键盘输入就是一个输入文件，显示器的显示就是输出文件。
I/O设备 • 输入设备 • 键盘、鼠标 • 软盘、硬盘、光驱（以文件的形式） • 串行口、并行口、USB接口、网络端口 • 扫描仪、视频采集卡、电视卡、游戏杆、话筒 • …… • 输出设备 • 显示器、打印机 • 软盘、硬盘、CD-R/DVD-R（以文件的形式） • 串行口、并行口、USB接口、网络端口 • 音箱 • …… • 单纯的输入设备或者单纯的输出设备越来越少
标准输入输出 • 字符界面的操作系统一般都提供标准输入与输出设备 • DOS、Linux、Unix…… • 一般情况，标准输入就是键盘，标准输出就是终端显示器 • 操作系统有能力重定向标准输入与输出，比如让文件作为标准输入，打印机作为标准输出 • 这种重定向程序本身是感觉不到的 自来水厂
流（Stream） • 水流 • “子在川上曰：逝者如斯夫” • 计算机中的流的概念 • 一般称为数据流，也有叫做字节流、比特流的，还有很具体的文件流、视频流、音频流等 • 时光不能倒流，但计算机中的很多流都是会倒流的 • 如果你想重新读已经读过的数据，或者要修改已经写入的数据，可以发出流控（Flow Control）命令 • 不会倒流的数据流也很多，例如网络上的数据流。网络和数据线等介质只有很小的数据缓冲区，没有大量存储的能力
文件（File）的概念 • 计算机的内存容易健忘，所以数据必须保存在硬盘、软盘、光盘和磁带等“不健忘”的外存上 • 这些能大量、永久保存信息的媒介，一般都以文件的形式给用户及应用程序使用 • 文件 • 一般指存储在外部介质上具有名字（文件名）的一组相关数据的集合 • 用文件可长期保存数据，并实现数据共享 • 程序中的文件 • 在程序运行时由程序在磁盘上建立一个文件，并通过写操作将数据存入该文件；或由程序打开磁盘上的某个已有文件，并通过读操作将文件中的数据读入内存供程序使用
文件与流 • 在C语言中，文件可以是磁盘文件、终端显示器或打印机等等。 • 程序通过打开操作把流与设备联系起来，文件打开后，可以在程序和文件之间交换数据。 • 程序通过关闭操作断开流与文件的联系。 • 所有流的性质都一样。因为流与设备无关，所以能写入磁盘文件的同一函数也能写入另一设备，如控制台终端等。 • 但文件的能力则可能不同。例如，磁盘文件可以支持随机存取，而键盘则不行。
文件的存放 • 可以建立若干目录（文件夹），在目录里保存文件，同一级目录里保存的文件不能同名。 • 对使用者而言，只要知道文件的路径（全目录）和文件名，就能使用该文件 • C:\home\Sunner\main.c • 这都是托OS的福
文件的访问 • 文件访问的基本模式 • open：打开文件，获得对此文件的指针、引用和句柄等，以证明可以使用此文件 • read：读文件。参数一般指明要读多少字节，读到哪块内存。每次调用此功能，都是接着上次调用的结束位置读。（所以是个输入流） • write：写文件。参数一般指明把哪块内存的内容写入文件，要写多少字节。每次调用此功能，都是接着上次调用的结束位置写。（所以是个输出流） • close：关闭文件，表明操作结束，不再使用此文件。文件使用完毕必须关闭，否则影响系统性能 • seek：随机控制流的当前位置，文件定位
C语言中的文件访问 • 下面介绍的函数均定义在<io.h>和<fcntl.h>中 • int open(const char *pathname, int access); • int fd = open("C:\\CONFIG.SYS", O_RDWR | O_CREAT); • pathname是文件名，包含路径。如果不含路径，表示打开当前目录下的文件 • access是打开方式，常用为O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR与O_CREAT、O_TRUNC、O_APPEND的或运算 • 返回值为文件句柄（File Handle） ，留待以后使用。如果打开失败，返回值为-1
C语言中的文件访问 • int read(int handle, void *buf, unsigned len); • int n_read = read(fd, buf, BUFSIZ); • handle是open获得的文件句柄 • buf是保存读入内容的内存指针 • len是最大可以读入的字节数 • 返回值为实际读入的字节数，可能大于len。返回0表示读到了末尾，返回-1表示出错
C语言中的文件访问 • int write(int handle, const void *buf, unsigned len); • int n_write = write(fd, buf, BUFSIZ); • handle是open获得的文件句柄 • buf是要写入内容的内存指针 • len是写入多少字节 • 返回值为实际写入的字节数，可能小于len。返回-1表示出错
C语言中的文件访问 • int close(int handle); • int ret = close(fd); • handle是open获得的文件句柄 • 关闭成功返回0，否则返回-1
C语言独特的文件访问 • int fgetc(FILE *fp); • int fputc(int c, FILE *fp); • char *fgets(char *s, int n, FILE *fp); • int fputs(const char *s, FILE *fp); • int fscanf(FILE *fp, const char *format, ...); • int fprintf(FILE *fp, const char *format, ...);
C语言独特的文件访问 • size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *fp); • size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *fp); • int feof(FILE *fp); • int fseek(FILE *fp, long offset, int whence); • int fclose(FILE *fp);
文件的数据块的读写 fread和 fwrite函数 fwrite()函数的功能： 将内存中的一组数据写到fp所指向的文件中。 按照内存中的存储形式输出，为二进制文件。 fwrite(buff, size, count, fp) 指向写入文件的指针 所要写入文件的数据在内存中的起始地址 写入文件的数据项数 写入文件的每个数据项的字节数 函数调用成功返回count的值，否则返回-1。
例1：文件的数据块写的操作 从键盘输入n个同学 的学号，姓名和成绩存入文件。 #include “stdio.h” typedef struct student STUD; struct student { int num; char name[12]; int score; }；
fread()函数： 功能： 在fp所指向的文件中读取一组数据并将其放到内存中去。 fread(buff, size, count, fp) 指向待读文件的指针 待读文件的数据在内存中的起始地址 从文件读入的数据项数 从文件读入的每个数据项的字节数 函数调用成功返回count的值，否则返回-1。
例2：文件的数据块读的操作 #include “stdio.h” typedef struct student STUD; struct student { int num; char name[12]; int score; }； main() { STUD stu; FILE *fp; int i,n; char filename[12]; scanf(“%s”,filename); if((fp=fopen(filename, “rb”))==NULL) { printf(“can’t open the file!\n”); exit(0); }
fread(&n,2,1,fp); printf(“n=%d”,n); for(i=0; i<n; i++) { if(fread( &stu, sizeof(STUD), 1, fp) != 1 ) /*读入一个*/ { printf(“file read error!”); exit(0); } printf(“%d\t%s\t%d\n”,stu.num, stu.name, stu.score); } fclose(fp); }
main() { STUD stu[20]; …… fread(&n,2,1,fp); printf(“n=%d”,n); if(fread( stu, sizeof(STUD) , n , fp ) ! = n ) /*读入n个*/ { printf(“file read error!”); exit(0); } for(i=0; i<n; i++) printf(“%d\t%s\t%d\n”, stu[i].num, stu[i].name,stu[i].score); fclose(fp); }
文件的格式化读写(文本文件) • fprintf函数 格式：fprintf(fp,format,arg1,arg2,…,argn); 将输出项arg1,arg2…argn按指定format格式写入fp所指的文件中,即输出到磁盘文件； • fscanf函数 格式：fscanf(fp,format,&arg1,&arg2,…&argn); 按指定format格式从fp所指的文件中读取数据依次送入arg1,arg2…argn的内存单元； • fp: 为指向fopen函数打开的文件的指针 • format ：为格式字符串 • arg1,arg2,…argn(&arg1,&arg2,…&argn)输出/输入项表列
例1：文件的格式化写操作 #include “stdio.h” typedef struct student STUD; struct student { int num; char name[12]; int score; }； main() { STUD stu; FILE *fp; int i,n; char filename[12]; scanf(“%s”,filename);
if((fp=fopen(filename, “w”))==NULL) /*新建一个文件*/ { printf(“can’t open the file!\n”); exit(0); } scanf(“%d”,&n); fprintf(fp, “%4d”,n); for(i=0; i<n; i++) { scanf(“%d%s%d”,&stu.num, stu.name, &stu.score); fprintf(fp, “%6d%10s%3d”,stu.num, stu.name, stu.score); } fclose(fp); }
例2：文件的格式化读操作 #include “stdio.h” typedef struct student STUD; struct student { int num; char name[12]; int score; }； main() { STUD stu; FILE *fp; int i,n; char filename[12]; scanf(“%s”,filename);
if((fp=fopen(filename, “r”))==NULL) /*新建一个文件*/ { printf(“can’t open the file!\n”); exit(0); } fscanf(fp,“%6d”,&n); printf(“n=\n”,n); for(i=0; i<n; i++) { fscanf(fp, “%6d%10s%3d”,&stu.num,stu.name,&stu.score); printf(“%d\t%s\t%d\n”,stu.num,stu.name,stu.score); } fclose(fp); }
fseek()函数： 利用该函数可以改变文件指针的位置，从而实现随机读写 形式： fseek(fp,offset,from)； • fp：为指向fopen函数打开的文件的指针； • offset：文件指针的位移量，字节数，long型，加l或L； • from：起始位置 0----文件开始 1-----当前位置 2-----文件末尾 • ftell()函数： 取得文件指针的当前位置，用字节数，long类型。
本章总结： 1、流、文件 2、文件的读、写访问方式 学习C语言贵在 勤思考多练习！ “编程的道路还长着呢！”
