程序設(shè)計(jì)第10章文件

1、第十章 文件10.1 C文件概述文件：存儲(chǔ)在外部介質(zhì)上數(shù)據(jù)的集合,是操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的單位使用數(shù)據(jù)文件的目的1、數(shù)據(jù)文件的改動(dòng)不引起程序的改動(dòng)程序與數(shù)據(jù)分離2、不同程序可以訪問(wèn)同一數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享3、能長(zhǎng)期保存程序運(yùn)行的中間數(shù)據(jù)或結(jié)果數(shù)據(jù)文件分類按存儲(chǔ)介質(zhì)：普通文件：存儲(chǔ)介質(zhì)文件（磁盤(pán)、磁帶等）設(shè)備文件：非存儲(chǔ)介質(zhì)（鍵盤(pán)、顯示器、打印機(jī)等）按數(shù)據(jù)的組織形式：文本文件： ASCII文件，每個(gè)字節(jié)存放一個(gè)字符的ASCII碼二進(jìn)制文件：數(shù)據(jù)按其在內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式原樣存放如 int型數(shù)100000010011100010000內(nèi)存存儲(chǔ)形式0010011100010000二進(jìn)制形式00 0000

2、0011000000110000ASCII形式文本文件特點(diǎn):存儲(chǔ)量大、速度慢、便于對(duì)字符操作二進(jìn)制文件特點(diǎn):存儲(chǔ)量小、速度快、便于存放中間結(jié)果文件處理方法緩沖文件系統(tǒng)：高級(jí)文件系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)為正在使用的文件開(kāi)辟內(nèi)存緩沖區(qū)非緩沖文件系統(tǒng)：低級(jí)文件系統(tǒng)，由用戶在程序中為每個(gè)文件設(shè)定緩沖區(qū)磁盤(pán)文件輸出文件緩沖區(qū)輸入文件緩沖區(qū)程序數(shù)據(jù)區(qū)a緩沖文件系統(tǒng)：緩沖區(qū)指令區(qū)程序用戶數(shù)據(jù)區(qū)磁盤(pán)非緩沖文件系統(tǒng)：10.2 文件類型指針文件結(jié)構(gòu)體FILE 緩沖文件系統(tǒng)為每個(gè)正使用的文件在內(nèi)存開(kāi)辟文件信息區(qū)文件信息用系統(tǒng)定義的名為FILE的結(jié)構(gòu)體描述FILE定義在stdio.h中typedef struct int _f

3、d; /文件號(hào) int _cleft; /緩沖區(qū)中剩下的字符數(shù) int _mode; /文件操作方式 char *_next; /文件當(dāng)前讀寫(xiě)位置 char *_buff; /文件緩沖區(qū)位置FILE;文件類型指針指針變量說(shuō)明： FILE *fp;用法：文件打開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)建立文件結(jié)構(gòu)體，并把指向它的指針?lè)祷貋?lái)，程序通過(guò)這個(gè)指針獲得文件信息,訪問(wèn)文件文件關(guān)閉后，它的文件結(jié)構(gòu)體被釋放文件名文件使用方式文件類型指針C程序操作系統(tǒng)磁盤(pán)10.3 文件的打開(kāi)與關(guān)閉C文件操作用庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn),包含在stdio.h文件使用方式:打開(kāi)文件-文件讀/寫(xiě)-關(guān)閉文件系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件：標(biāo)準(zhǔn)輸入-鍵盤(pán) stdi

4、n標(biāo)準(zhǔn)輸出-顯示器 stdout標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)輸出-顯示器 stderr打開(kāi)文件fopen函數(shù)原型： FILE *fopen(char *name,char *mode)功能：按指定方式打開(kāi)文件返值：正常打開(kāi)，為指向文件結(jié)構(gòu)體的指針；打開(kāi)失敗，為NULL要打開(kāi)的文件名使用文件方式例 文件打開(kāi)與測(cè)試 FILE *fp; fp=fopen(“aa.c”,“w”); if(fp=NULL) printf(“File open error!n”); exit(0); 例 FILE *fp; fp= fopen (“c:fengyibkctest.dat”,”r”); 例 FILE *fp; char *fi

5、lename=“c:fengyibkctest.dat” fp= fopen(filename,”r”); “r+/rb+” (讀寫(xiě))“a/ab” (追加)“w/wb” (只寫(xiě))“r/rb” (只讀)“w+/wb+” (讀寫(xiě))“a+/ab+” (讀寫(xiě))為輸入打開(kāi)一個(gè)文本/二進(jìn)制文件為輸出打開(kāi)或建立一個(gè)文本/二進(jìn)制文件為讀/寫(xiě)打開(kāi)一個(gè)文本/二進(jìn)制文件為讀/寫(xiě)建立一個(gè)文本/二進(jìn)制文件為讀/寫(xiě)打開(kāi)或建立一個(gè)文本/二進(jìn)制文件向文本/二進(jìn)制文件尾追加數(shù)據(jù)文件使用方式含義文件關(guān)閉fclose作用:使文件指針變量與文件“脫鉤”，釋放文件結(jié)構(gòu)體和文件指針函數(shù)原型：int fclose(FILE *fp)功能：

6、關(guān)閉fp指向的文件返值：正常關(guān)閉為0;出錯(cuò)時(shí),非0文件打開(kāi)時(shí)返回的文件類型指針磁盤(pán)文件輸出文件緩沖區(qū)輸入文件緩沖區(qū)程序數(shù)據(jù)區(qū)a緩沖文件系統(tǒng)：fclose不關(guān)閉文件可能會(huì)丟失數(shù)據(jù)10.4 文件的讀寫(xiě)字符I/O:fputc與fgetcfputc函數(shù)原型：int fputc(int c, FILE *fp)功能：把一字節(jié)代碼c寫(xiě)入fp指向的文件中返值：正常，返回c;出錯(cuò)，為EOFfgetc函數(shù)原型：int fgetc(FILE *fp)功能：從fp指向的文件中讀取一字節(jié)代碼返值：正常，返回讀到的代碼值;讀到文件尾或出錯(cuò)，為EOF 判斷二進(jìn)制文件是否結(jié)束 while(!feof(fp) c=fgetc

7、(fp); . 例 文件拷貝例 從鍵盤(pán)輸入字符，逐個(gè) 存到磁盤(pán)文件中，直到 輸入#“為止#include main() FILE *fp; char ch,*filename=“out.txt”; if(fp=fopen(filename,w)=NULL) printf(cannot open filen);exit(0); printf(Please input string:); ch=getchar(); while(ch!=#) fputc(ch,fp); putchar(ch); ch=getchar(); fclose(fp);例 讀文本文件內(nèi)容， 并顯示#include main

8、() FILE *fp; char ch,*filename=“out.txt”; if(fp=fopen(filename,”r)=NULL) printf(cannot open filen); exit(0); while(ch=fgetc(fp)!=EOF) putchar(ch); fclose(fp);判斷文本文件是否結(jié)束feof函數(shù)原型： int feof(FILE *fp)功能：判斷文件是否結(jié)束返值：文件結(jié)束，返回真（非0）；文件未結(jié)束，返回0#include main() FILE *in, *out; char ch,infile10,outfile10; scanf(%s

9、,infile); scanf(%s,outfile); if (in = fopen(infile, r)= NULL) printf(Cannot open infile.n); exit(0); if (out = fopen(outfile, w)= NULL) printf(Cannot open outfile.n); exit(0); while (!feof(in) fputc(fgetc(in), out); fclose(in); fclose(out);數(shù)據(jù)塊I/O:fread與fwrite函數(shù)原型：fread(void *buffer, int size, int co

10、unt,FILE *fp)fwrite(void *buffer, int size, int count,FILE *fp)功能：讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)塊返值：成功，返回讀/寫(xiě)的塊數(shù)；出錯(cuò)或文件尾，返回0說(shuō)明：buffer: 指向要輸入/輸出數(shù)據(jù)塊的首地址的指針size: 每個(gè)要讀/寫(xiě)的數(shù)據(jù)塊的大?。ㄗ止?jié)數(shù)）count: 要讀/寫(xiě)的數(shù)據(jù)塊的個(gè)數(shù)fp: 要讀/寫(xiě)的文件指針fread與fwrite 一般用于二進(jìn)制文件的輸入/輸出例 float f2; FILE *fp; fp=fopen(“aa.dat”,“rb”); fread(f,4,2,fp);for(i=0;i2;i+) fread(&fi,4,1

11、,fp);例 struct student int num; char name20; char sex; int age; float score3; stud10; for(i=0;i10;i+) fread(&studi,sizeof(struct student),1,fp);例 從鍵盤(pán)輸入4個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)，把他們轉(zhuǎn)存到磁盤(pán)文件中去#include #define SIZE 4struct student_type char name10; int num; int age; char addr15;studSIZE;main() int i; for(i=0;iSIZE;i+)scanf

12、(%s%d%d%s,,&studi.num, &studi.age,studi.addr); save(); display();void save() FILE *fp; int i; if(fp=fopen(d:fengyiexestu_dat,wb)=NULL) printf(cannot open filen); return; for(i=0;iSIZE;i+) if(fwrite(&studi,sizeof(struct student_type),1,fp)!=1) printf(file write errorn); fclose(fp);void disp

13、lay() FILE *fp; int i; if(fp=fopen(d:fengyiexestu_dat,rb)=NULL) printf(cannot open filen); return; for(i=0;iSIZE;i+) fread(&studi,sizeof(struct student_type),1,fp); printf(%-10s %4d %4d %-15sn,, studi.num,studi.age,studi.addr); fclose(fp);格式化I/O:fprintf與fscanf函數(shù)原型：int fprintf(FILE *fp,cons

14、t char *format,argument,)int fscanf(FILE *fp,const char *format,address,)功能：按格式對(duì)文件進(jìn)行I/O操作返值：成功,返回I/O的個(gè)數(shù);出錯(cuò)或文件尾,返回EOF例 fprintf(fp,“%d,%6.2f”,i,t); /將i和t按%d,%6.2f格式輸出到fp文件 fscanf(fp,“%d,%f”,&i,&t); /若文件中有3,4.5 ,則將3送入i, 4.5送入t例 從鍵盤(pán)按格式輸入數(shù)據(jù)存到磁盤(pán)文件中去#include main() char s80,c80; int a,b; FILE *fp; if(fp=fo

15、pen(test,w)=NULL) puts(cant open file); exit() ; fscanf(stdin,%s%d,s,&a);/*read from keyboard*/ fprintf(fp,%s %d,s,a);/*write to file*/ fclose(fp); if(fp=fopen(test,r)=NULL) puts(cant open file); exit(); fscanf(fp,%s%d,c,&b);/*read from file*/ fprintf(stdout,%s %d,c,b);/*print to screen*/ fclose(fp)

16、;字符串I/O: fgets與fputs函數(shù)原型：char *fgets(char *s,int n,FILE *fp) int fputs(char *s,FILE *fp)功能：從fp指向的文件讀/寫(xiě)一個(gè)字符串返值：fgets正常時(shí)返回讀取字符串的首地址；出錯(cuò)或文件尾，返回NULLfputs正常時(shí)返回寫(xiě)入的最后一個(gè)字符；出錯(cuò)為EOF例 從鍵盤(pán)讀入字符串存入文件，再?gòu)奈募x回顯示fgets從fp所指文件讀n-1個(gè)字符送入s指向的內(nèi)存區(qū),并在最后加一個(gè)0(若讀入n-1個(gè)字符前遇換行符或文件尾（EOF）即結(jié)束)fputs把s指向的字符串寫(xiě)入fp指向的文件#includemain() FILE *

17、fp; char string81; if(fp=fopen(file.txt,w)=NULL) printf(cannt open file);exit(0); if(strlen(gets(string)0) fputs(string,fp); fputs(n,fp); fclose(fp); if(fp=fopen(file.txt,r)=NULL) printf(cannt open file);exit(0); if(fgets(string,81,fp)!=NULL) fputs(string,stdout); fclose(fp);10.5 文件的定位幾個(gè)概念文件位置指針-指向當(dāng)

18、前讀寫(xiě)位置的指針讀寫(xiě)方式順序讀寫(xiě)：位置指針按字節(jié)位置順序移動(dòng)，叫隨機(jī)讀寫(xiě)：位置指針按需要移動(dòng)到任意位置，叫rewind函數(shù)函數(shù)原型： void rewind(FILE *fp)功能：重置文件位置指針到文件開(kāi)頭返值：無(wú)例 對(duì)一個(gè)磁盤(pán)文件進(jìn)行顯示和復(fù)制兩次操作#include main() FILE *fp1,*fp2; fp1=fopen(d:fengyibkcch12_4.c,r); fp2=fopen(d:fengyibkcch12_41.c,w); while(!feof(fp1) putchar(fgetc(fp1); rewind(fp1); while(!feof(fp1) fput

19、c(fgetc(fp1),fp2); fclose(fp1); fclose(fp2);fseek函數(shù)函數(shù)原型： int fseek(FILE *fp,long offset,int whence)功能：改變文件位置指針的位置返值：成功，返回0；失敗，返回非0值文件指針位移量（以起始點(diǎn)為基點(diǎn),移動(dòng)的字節(jié)數(shù))0 向后移動(dòng)0 向前移動(dòng)起始點(diǎn)文件開(kāi)始 SEEK_SET 0文件當(dāng)前位置 SEEK_CUR 1文件末尾 SEEK_END 2例 fseek(fp,100L,0); fseek(fp,50L,1); fseek(fp,-10L,2); ftell函數(shù)函數(shù)原型： long ftell(FILE

20、*fp)功能：返回位置指針當(dāng)前位置(用相對(duì)文件開(kāi)頭的位移量表示)返值：成功，返回當(dāng)前位置指針位置；失敗，返回-1L，例 磁盤(pán)文件上有3個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)，要求讀入第1，3學(xué)生數(shù)據(jù)并顯示main() int i; FILE *fp; if(fp=fopen(studat,rb)=NULL) printf(cant open filen);exit(0); for(i=0;i3;i+=2) fseek(fp,i*sizeof(struct student_type),0); fread(&studi,sizeof(struct student_type),1,fp); printf(%s %d %d %s

21、n, ,studi.num,studi.age,studi.addr); fclose(fp);#include struct student_type int num; char name10; int age; char addr15;stud3;#includestdio.h main() FILE *fp; char filename80; long length; gets(filename); fp=fopen(filename,rb); if(fp=NULL) printf(file not found!n); else fseek(fp,0L,SEEK_EN

22、D); length=ftell(fp); printf(Length of File is %1d bytesn,length); fclose(fp); 例 求文件長(zhǎng)度10.6 出錯(cuò)的檢測(cè)ferror函數(shù)函數(shù)原型： int ferror(FILE *fp)功能：測(cè)試文件是否出現(xiàn)錯(cuò)誤返值：未出錯(cuò)，0；出錯(cuò)，非0說(shuō)明每次調(diào)用文件輸入輸出函數(shù)，均產(chǎn)生一個(gè)新的ferror函數(shù)值，所以應(yīng)及時(shí)測(cè)試fopen打開(kāi)文件時(shí)，ferror函數(shù)初值自動(dòng)置為0clearerr函數(shù)函數(shù)原型： void clearerr(FILE *fp)功能：使文件錯(cuò)誤標(biāo)志置為0返值：無(wú)說(shuō)明：出錯(cuò)后，錯(cuò)誤標(biāo)志一直保留，直到對(duì)同一文

23、件調(diào)clearerr(fp)或rewind或任何其它一個(gè)輸入輸出函數(shù)例 ferror()與clearerr()舉例#include int main(void) FILE *stream; stream = fopen(DUMMY.FIL, w); fgetc(stream); if (ferror(stream) printf(Error reading from DUMMY.FILn); clearerr(stream); if(!ferror(stream) printf(Error indicator cleared!); fclose(stream); return 0;鏈表鏈表是指

24、能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)：按需分配內(nèi)存,其元素個(gè)數(shù)隨程序的執(zhí)行可多可少。不連續(xù)存放頭指針變量head指向鏈表的首結(jié)點(diǎn)。每個(gè)結(jié)點(diǎn)由2個(gè)域組成：1）數(shù)據(jù)域存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)本身的信息。2）指針域指向后繼結(jié)點(diǎn)的指針。 尾結(jié)點(diǎn)的指針域置為“NULL（空）”，作為鏈表結(jié)束的標(biāo)志。鏈表結(jié)點(diǎn)定義形式struct studentint num; char name10; struct student *next; ; next為student類型指針變量，指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域。結(jié)點(diǎn)的變量或指針變量的定義：struct student node,*head;node可以存放一個(gè)學(xué)生結(jié)點(diǎn)指針head可以存放學(xué)

25、生結(jié)點(diǎn)的地址。 示例若已建立下面的鏈表結(jié)構(gòu)，指針p指向某單向鏈表的首結(jié)點(diǎn)，如下圖所示。struct node int data; struct node *next; *p;以下語(yǔ)句能正確輸出該鏈表所有結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)成員data的是 。 A) for ( ;p!=NULL;p+) printf(“%7d,”,p-data); B) for ( ;!p;p=p-next) printf(“%7d,”,(*p).data); C) while (p) printf(“%7d,”,(*p).data); p=p-next; D) while (p!=NULL) printf(“%7d,”, p-data

26、); p+; 答案：C建立靜態(tài)鏈表 操作步驟：（1）設(shè)head為鏈表頭，last為鏈表尾結(jié)點(diǎn)，head=last=NULL;（2）生成新結(jié)點(diǎn)，由p指針指示，并將新結(jié)點(diǎn)的地址域清空：p-next=NULL;（3）如果head為NULL，則 head=p; 否則 last-next=p;（4）last=p; （5）重復(fù)（2）（4），繼續(xù)建立新結(jié)點(diǎn)。#define NULL 0struct student long num; float score; struct student *next;main() struct student a,b,c,*head,*p; a.num=99101;a.sc

27、ore=89.5; b.num=99103;b.score=90; c.num=99107;c.score=85; head=&a; a.next=&b; b.next=&c; c.next=NULL; p=head; do printf(%ld,%.1fn,p-num,p-score); p=p-next; while(p!=NULL);內(nèi)存分配函數(shù)1、“動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配”的概念 使用戶程序能在運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)和釋放內(nèi)存空間，從而更有效地利用內(nèi)存并提高程序設(shè)計(jì)的靈活性。 如，為了保證程序的通用性，最大需要建立一個(gè)1000個(gè)元素的字符數(shù)組，每個(gè)數(shù)組元素占30個(gè)字符，共需30000個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)空間。

28、但程序某次運(yùn)行時(shí)，可能只使用30個(gè)數(shù)組元素，于是就有29100個(gè)字節(jié)的已分配存儲(chǔ)空間被浪費(fèi)。 此時(shí)，可通過(guò)動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配技術(shù)，將程序設(shè)計(jì)成運(yùn)行時(shí)才向計(jì)算機(jī)申請(qǐng)內(nèi)存，并在用完時(shí)立即釋放占用的內(nèi)存空間。 使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配技術(shù)建立的鏈表稱為“動(dòng)態(tài)鏈表”。2、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配函數(shù) 以下函數(shù)在malloc.h或stdlib.h中定義（n,x為無(wú)符號(hào)整數(shù)，p為指針變量）：void *malloc(x) 分配一個(gè)長(zhǎng)度為x字節(jié)的連續(xù)空間，分配成功返回起始地址指針，分配失?。▋?nèi)存不足）返回NULLvoid *calloc(n,x) 分配n個(gè)長(zhǎng)度為x字節(jié)的連續(xù)空間（成敗結(jié)果同上）void *realloc(p,x) 將

29、p所指的已分配空間大小調(diào)整為x個(gè)字節(jié)void free(p) 將由以上各函數(shù)申請(qǐng)的以p為首地址的內(nèi)存空間全部釋放動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)使用示例#include stdlib.hmain( ) char *p; p=(char *)malloc(17); if (!p) printf(內(nèi)存分配出錯(cuò)); exit(1); strcpy(p,This is 16 chars); /*如果超過(guò)16個(gè)字符，可能破壞程序其他部分*/ p=(char *)realloc(p,18); if (p=NULL) printf(內(nèi)存分配出錯(cuò)); exit(1); strcat(p,.); free(p);動(dòng)態(tài)鏈表的建立

30、和遍歷示例:為輸入的學(xué)生信息創(chuàng)建一個(gè)鏈表，直到輸入的學(xué)號(hào)為0。#define NULL 0 #define LEN sizeof(struct student) struct student long num; int score; struct student *next; ;Struct student *creat(void) struct student *head,*p1,*p2; int n=0;p1=p2=(struct student *) malloc(LEN);scanf(“%ld,%f”,&p1-num,&p1-score);head=NULL;While(p1-num!

31、=0) n=n+1; if(n=1)head=p1; else p2-next=p1; p2=p1; p1=(struct student *)malloc(LEN); scanf(“%ld,%f”,&p1-num,&p1-score); P2-next=NULL;return(head);對(duì)鏈表的插入操作例 編寫(xiě)一個(gè)insert()函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)在head指向的單鏈表的第i個(gè)結(jié)點(diǎn)后插入一個(gè)數(shù)據(jù)域值為x的新結(jié)點(diǎn)。分析： 一般情況 插入前： 插入后： 基本思路： 通過(guò)單鏈表的頭指針，順著結(jié)點(diǎn)的指針域找到第i個(gè)結(jié)點(diǎn)，最后將新結(jié)點(diǎn)插入到第i個(gè)結(jié)點(diǎn)之后。head 13 2 5 NULL 44ps 13 2head 5 NULL特殊情況：1、空表 插入前：head=NULL 插入后：2、i=0 插入前： 插入后：3、i 越界（即i鏈表結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)） 處理方法：(1)出錯(cuò) (2)插入表尾head 4 NULL4s 13 2head 5 NULLhead 41 2 5 NULL 3struct node *insert(struct node *head, int i,int x) struct node *s,*p; s=(struct node*)malloc(LEN); s-num