C語言文件專業(yè)知識講座

C語言程序設(shè)計(jì)

文獻(xiàn)李宏宇第1頁本講內(nèi)容文獻(xiàn)概念文獻(xiàn)指針文獻(xiàn)讀寫文獻(xiàn)定位第2頁文獻(xiàn)所謂“文獻(xiàn)”一般指：存放在外部介質(zhì)上數(shù)據(jù)集合，一批數(shù)據(jù)是以文獻(xiàn)形式寄存在外部介質(zhì)（如磁盤）上操作系統(tǒng)是以文獻(xiàn)為單位對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，也就是說，假如想找存在外部介質(zhì)上數(shù)據(jù)，必須先按文獻(xiàn)名找到所指定文獻(xiàn)，然后再從該文獻(xiàn)中讀取數(shù)據(jù)。向外部介質(zhì)上存放數(shù)據(jù)也必須先建立一種文獻(xiàn)（以文獻(xiàn)名標(biāo)識），才能向它輸出數(shù)據(jù)第3頁文獻(xiàn)Ｃ語言把文獻(xiàn)看作是一種字符（字節(jié)）序列，即由一種個(gè)字符（字節(jié)）數(shù)據(jù)次序組成。根據(jù)數(shù)據(jù)組織形式，可分為ASCII文獻(xiàn)和二進(jìn)制文獻(xiàn)ASCII文獻(xiàn)又稱文本（text）文獻(xiàn)，它每一種字節(jié)放一種ASCII代碼，代表一種字符二進(jìn)制文獻(xiàn)是把內(nèi)存中數(shù)據(jù)按其在內(nèi)存中存放形式原樣輸出到磁盤上寄存。假如有一種整數(shù)１００００，在內(nèi)存中占２個(gè)字節(jié)，假如按ASCII形式輸出，則占５個(gè)字節(jié)，而按二進(jìn)制形式輸出，在磁盤上只占２個(gè)字節(jié)。用ASCII碼形式輸出與字符一一對應(yīng)第4頁文獻(xiàn)一種字節(jié)代表一種字符，因而便于對字符進(jìn)行逐一處理，也便于輸出字符。但一般占存放空間較多，并且要花費(fèi)轉(zhuǎn)換時(shí)間（二進(jìn)制形式與ASCII碼間轉(zhuǎn)換）用二進(jìn)制形式輸出數(shù)值，能夠節(jié)省外存空間和轉(zhuǎn)換時(shí)間，但一種字節(jié)并不對應(yīng)一種字符，不能直接輸出字符形式。一般中間成果數(shù)據(jù)需要臨時(shí)保存在外存上后來又需要輸入到內(nèi)存，常用二進(jìn)制文獻(xiàn)保存第5頁文獻(xiàn)一種Ｃ文獻(xiàn)是一種字節(jié)流或二進(jìn)制流它把數(shù)據(jù)看作是一連串字符（字節(jié)），而不考慮統(tǒng)計(jì)界限換句話說，ｃ語言漢字件并不是由統(tǒng)計(jì)（record）組成（這是和PASCAL或其他高級語言不一樣）第6頁文獻(xiàn)在C語言中對文獻(xiàn)存取是以字符（字節(jié)）為單位。輸入輸出數(shù)據(jù)流開始和結(jié)束僅受程序控制而不受物理符號（如回車換行符）控制。我們把這種文獻(xiàn)稱為流式文獻(xiàn)。Ｃ語言允許對文獻(xiàn)存取一種字符，就增加了處理靈活性。在過去使用Ｃ版本（如unix系統(tǒng)下使用Ｃ）有兩種對文獻(xiàn)處理辦法：一種叫“緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)”，一種叫“非緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)”第7頁文獻(xiàn)所謂緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)是指：系統(tǒng)自動地在內(nèi)存區(qū)為每一種正在使用文獻(xiàn)名開辟一種緩沖區(qū)。從內(nèi)存向磁盤輸出數(shù)據(jù)必須先送到內(nèi)存中緩沖區(qū)，裝滿緩沖區(qū)后才一起送到磁盤去。假如從磁盤向內(nèi)存讀入數(shù)據(jù)，則一次從磁盤文獻(xiàn)將一批數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)存緩沖區(qū)（充滿緩沖區(qū)），然后再從緩沖區(qū)逐一地將數(shù)據(jù)送到程序數(shù)據(jù)區(qū)（給程序變量）。緩沖區(qū)大小由各個(gè)詳細(xì)Ｃ版本確定，一般為５１２字節(jié)所謂“非緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)”是指系統(tǒng)不自動開辟確定大小緩沖區(qū)，而由程序?yàn)槊總€(gè)文獻(xiàn)設(shè)定緩沖區(qū)第8頁文獻(xiàn)在UNIX系統(tǒng)下，用緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)來處理文本文獻(xiàn),用非緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)處理二進(jìn)制文獻(xiàn)用緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行輸入輸出又稱為高級（或高層）磁盤輸入輸出（高層I/O），用非緩沖進(jìn)行輸入輸出又稱為低級（低層）輸入輸出系統(tǒng)1983年ANSIC標(biāo)準(zhǔn)決定不采取非緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)，而只采取緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)。即既用緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)處理文本文獻(xiàn)，也用它來處理二進(jìn)制文獻(xiàn)。也就是將緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)充為能夠處理二進(jìn)制文獻(xiàn)在Ｃ語言中，沒有輸入輸出語句，對文獻(xiàn)讀寫都是用庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)第9頁文獻(xiàn)類型指針緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)中，關(guān)鍵概念是--文獻(xiàn)指針。每個(gè)被使用文獻(xiàn)都在內(nèi)存中開辟一種區(qū)，用來寄存文獻(xiàn)有關(guān)信息（如文獻(xiàn)名字、文獻(xiàn)狀態(tài)及文獻(xiàn)目前位置等）。這些信息是保存在一種構(gòu)造體類型變量中。該構(gòu)造體類型是由系統(tǒng)定義，取名為FILE typedefstruct

｛ int_fd; ／*文獻(xiàn)號*／

int_cleft； ／*緩沖區(qū)中剩下字符*／

int_mode； ／＊文獻(xiàn)操作模式*／

char_nextc；／*下一種字符位置*／

char_buff；／*文獻(xiàn)緩沖區(qū)位置*／｝FILE;第10頁文獻(xiàn)類型指針在vc中定義

#ifndef_FILE_DEFINED struct_iobuf{ char*_ptr; int_cnt; char*_base; int_flag; int_file; int_charbuf; int_bufsiz; char*_tmpfname; }; typedefstruct_iobufFILE; #define_FILE_DEFINED #endif第11頁文獻(xiàn)類型指針有了FILE類型之后，能夠用它來定義若干個(gè)FILE類型變量，方便寄存若干個(gè)文獻(xiàn)信息能夠定義下列FILE類型數(shù)組。FILE_efile[5]能夠定義文獻(xiàn)型指針變量。FILE*fp；fp是一種指向FILE類型構(gòu)造體指針變量。能夠使fp指向某一種文獻(xiàn)構(gòu)造體變量，從而通過該構(gòu)造體變量中文獻(xiàn)信息能夠訪問該文獻(xiàn)。也就是說，通過文獻(xiàn)指針變量能夠找到與它有關(guān)文獻(xiàn)假如有ｎ個(gè)文獻(xiàn)，一般應(yīng)設(shè)n個(gè)指針變量（指向FILE類型構(gòu)造體指針變量），使它們分別指向n個(gè)文獻(xiàn)（確切他說，指向該文獻(xiàn)信息構(gòu)造體），以實(shí)現(xiàn)對文獻(xiàn)訪問第12頁文獻(xiàn)打開文獻(xiàn)打開（fopen函數(shù)）ANSIC要求了標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)庫，用fopen函數(shù)來實(shí)現(xiàn)打開文獻(xiàn)。fopen函數(shù)調(diào)用方式一般為：FILE*fp；fp=fopen（文獻(xiàn)名，使用文獻(xiàn)方式）；例如fp=fopen（”c:\aaa.txt”，”ｒ”）要打開c盤中aaa.txt文獻(xiàn)，使用文獻(xiàn)方式為“讀入”，fopen函數(shù)帶回指向aaa文獻(xiàn)指針并賦給fp，這樣fp就和aaa相聯(lián)系了，或者說，fp指向aaa文獻(xiàn)第13頁文獻(xiàn)打開在打開一種文獻(xiàn)時(shí)，通知給編譯系統(tǒng)下列三個(gè)信息需要打開文獻(xiàn)名，也就是準(zhǔn)備訪問文獻(xiàn)名使用文獻(xiàn)方式（讀還是寫等）讓哪一種指針變量指向被打開文獻(xiàn)第14頁文獻(xiàn)打開文獻(xiàn)使用方式含義R只讀，輸入用W只寫，輸出用A為文本文獻(xiàn)尾增加數(shù)據(jù)Rb輸入二進(jìn)制文獻(xiàn)Wb輸出二進(jìn)制文獻(xiàn)Ab增加二進(jìn)制文獻(xiàn)R+為讀/寫打開一種文獻(xiàn)W+為讀/寫建立一種新文獻(xiàn)A+為讀/寫打開一種文獻(xiàn)Rb+為讀/寫打開二進(jìn)制文獻(xiàn)Wb+為讀/寫建立一種新二進(jìn)制文獻(xiàn)Ab+為讀/寫打開二進(jìn)制文獻(xiàn)第15頁文獻(xiàn)打開用r方式打開文獻(xiàn)只能用于向計(jì)算機(jī)輸入而不能用作向該文獻(xiàn)輸出數(shù)據(jù)，并且該文獻(xiàn)應(yīng)當(dāng)已經(jīng)存在，不能打開一種并不存在用于r方式文獻(xiàn)，不然犯錯用w方式打開文獻(xiàn)只能用于向該文獻(xiàn)寫數(shù)據(jù)，而不能用來向計(jì)算機(jī)輸入。假如本來不存在該文獻(xiàn)，則在打開時(shí)新建立一種以指定名字命名文獻(xiàn)。假如本來已存在一種以該文獻(xiàn)名命名文獻(xiàn)，則在打開時(shí)將該文獻(xiàn)刪去，然后重新建立一種新文獻(xiàn)假如希望向文獻(xiàn)末尾添加新數(shù)據(jù)（不希望刪除原有數(shù)據(jù)），則應(yīng)當(dāng)用a方式打開。但此時(shí)該文獻(xiàn)必須已存在，不然將得到犯錯信息。打開時(shí)，位置指針移到文獻(xiàn)末尾第16頁文獻(xiàn)打開用r+、w+、a+方式打開文獻(xiàn)能夠用來輸入和輸出數(shù)據(jù)。用r+方式時(shí)該文獻(xiàn)應(yīng)當(dāng)已經(jīng)存在，方便能向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)。用w+，方式則新建立一種文獻(xiàn)，先向此文獻(xiàn)寫數(shù)據(jù)，然后能夠讀此文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)。用a+方式打開文獻(xiàn)，本來文獻(xiàn)不被刪去假如不能實(shí)現(xiàn)打開任務(wù)，fopen函數(shù)將會帶回一種犯錯信息。犯錯原因也許是：用r方式打開一種并不存在文獻(xiàn),磁盤出故障,磁盤已滿無法建立新文獻(xiàn)等。此時(shí)fopen函數(shù)將帶回一種空指針值NULL（NULL在stdio.h文獻(xiàn)中已被定義為0）第17頁文獻(xiàn)打開用以上方式能夠打開文本文獻(xiàn)或二進(jìn)制文獻(xiàn)，這是ANSIC要求，用同一種緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)來處理文本文獻(xiàn)和二進(jìn)制文獻(xiàn)。但目前使用有些Ｃ編譯系統(tǒng)也許不完全提供所有這些功能（例如有只能用r,w,a方式），有ｃ版本不用r+,w+,a+而用rw、wr、ar等在用文本文獻(xiàn)向計(jì)算機(jī)輸入時(shí)，將回車換行符轉(zhuǎn)換為一種換行符，在輸出時(shí)把換行符轉(zhuǎn)換成為回車和換行兩個(gè)字符,在用二進(jìn)制文獻(xiàn)時(shí)，不進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換，在內(nèi)存中數(shù)據(jù)形式與輸出到外部文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)形式完全一致程序開始運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動打開三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出、標(biāo)準(zhǔn)犯錯輸出。一般這三個(gè)文獻(xiàn)都與終端相聯(lián)系。因此此前我們所用到從終端輸入或輸出，都不需要打開終端文獻(xiàn)系統(tǒng)自動定義了三個(gè)文獻(xiàn)指針stdin、stdout,stderr，分別指向終端輸入輸出犯錯輸出（也從終端輸出）第18頁文獻(xiàn)關(guān)閉在使用完一種文獻(xiàn)后應(yīng)當(dāng)關(guān)閉它，以避免它再被誤用。關(guān)閉，就是使文獻(xiàn)指針變量不指向該文獻(xiàn)，也就是文獻(xiàn)指針變量與文獻(xiàn)脫鉤，此后不能再通過該指針對其相連文獻(xiàn)進(jìn)行讀寫操作，除非再次打開，使該指針變量重新指向該文獻(xiàn)用fclose函數(shù)關(guān)閉文獻(xiàn)一般形式為 flose（文獻(xiàn)指針）；例如 flose(fp)第19頁文獻(xiàn)關(guān)閉用fopen函數(shù)打開文獻(xiàn)時(shí)所帶回指針賦給了fp，應(yīng)當(dāng)養(yǎng)成在程序終止之前關(guān)閉所有使用文獻(xiàn)習(xí)慣，假如不關(guān)閉文獻(xiàn)將會丟失數(shù)據(jù)在向文獻(xiàn)寫數(shù)據(jù)時(shí)，是先將數(shù)據(jù)輸?shù)骄彌_區(qū)，待緩沖區(qū)充滿后才正式輸出給文獻(xiàn)。假如當(dāng)數(shù)據(jù)未充滿緩沖區(qū)而程序結(jié)束運(yùn)行，就會將緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)丟失。用fclose函數(shù)關(guān)閉文獻(xiàn)，能夠避免這個(gè)問題，它先把緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)輸出到磁盤文獻(xiàn)然后才釋放文獻(xiàn)指針變量fclose函數(shù)也帶回一種值：當(dāng)順利地執(zhí)行了關(guān)閉操作，則返回值為0；假如返回值為非零值，則表達(dá)關(guān)閉時(shí)有錯誤。能夠用ferror函數(shù)來測試第20頁文獻(xiàn)讀寫fputc函數(shù)把一種字符寫到磁盤文獻(xiàn)上去。其一般形式為 fputc(ch,fp)其中ch是要輸出字符，它能夠是一種字符常量，也能夠是一種字符變量。fp是文獻(xiàn)指針變量，它從fopen函數(shù)得到返回值。上面fputc函數(shù)作用是將字符輸出到fp所指向文獻(xiàn)上去。fputc函數(shù)也帶回一種值：假如輸出成功則返回值就是輸出字符；假如輸出失敗，則返回一種EOFEOF是在stdio.h文獻(xiàn)中定義符號常量，值為-1第21頁文獻(xiàn)讀寫fgetc函數(shù)從指定文獻(xiàn)讀入一種字符，該文獻(xiàn)必須是以讀或讀寫方式打開，fgetc函數(shù)調(diào)用形式為ch=fgetc(fp)；fp為文獻(xiàn)型指針變量，ch為字符變量。fgetc函數(shù)帶回一種字符，賦給ch。假如在執(zhí)行fgetc讀字符時(shí)遇到文獻(xiàn)結(jié)束符，函數(shù)返回一種文獻(xiàn)結(jié)束標(biāo)志EOF，EOF在stdio.h中定義為-1第22頁文獻(xiàn)讀寫EOF不是可輸出字符，因此不能在屏幕上顯示。由于字符ASCII碼不也許出現(xiàn)-1，因此EOF定義為-1是合適。當(dāng)讀入字符值等于-1，即EOF時(shí)，表示讀入已不是正常字符而是文獻(xiàn)結(jié)束符。但以上只適用于讀文本文獻(xiàn)情況。現(xiàn)在ANSIC已允許用緩沖文獻(xiàn)系統(tǒng)處理二進(jìn)制文獻(xiàn)，而讀入某一個(gè)字節(jié)中二進(jìn)制數(shù)據(jù)值有也許是-1，而這又恰好是EOF值。這就出現(xiàn)了需要讀人有用數(shù)據(jù)而卻被處理為”文獻(xiàn)結(jié)束”情況。為理解決這個(gè)問題，ANSIC提供一個(gè)feof函數(shù)來判斷文獻(xiàn)是否真結(jié)束。Feof(fp)用來測試fp所指向文獻(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)是否文獻(xiàn)結(jié)束。如果是文獻(xiàn)結(jié)束，函數(shù)feof(fp)值為1(真)，否則為0(假)第23頁文獻(xiàn)讀寫用getc和putc函數(shù)能夠用來讀寫文獻(xiàn)中一種字符不過經(jīng)常要求一次讀入一組數(shù)據(jù)(例如,一種實(shí)數(shù)或一種構(gòu)造體變量值),ANSIC標(biāo)準(zhǔn)提出設(shè)置兩個(gè)函數(shù)(fread和fwrite),用來讀寫一種數(shù)據(jù)塊。它們一般調(diào)用形式為:fread(buffer,size,count,fp);fwrite(buffer,size,count,fp);buffer:是一種指針。對fread來說,它是讀入數(shù)據(jù)寄存地址。對fwrite來說,是要輸出數(shù)據(jù)地址(以上指是起始地址)size:要讀寫字節(jié)數(shù)count:要進(jìn)行讀寫多少個(gè)size字節(jié)數(shù)據(jù)項(xiàng)fp:文獻(xiàn)型指針第24頁文獻(xiàn)讀寫fprintf函數(shù)、fscanf函數(shù)與printf函數(shù)、scanf函數(shù)作用相仿,都是格式化讀寫函數(shù)。只有一點(diǎn)不一樣:fprintf和fscanf函數(shù)讀寫對象不是終端而是磁盤文獻(xiàn)。一般調(diào)用方式為:fprintf(文獻(xiàn)指針,格式字符串,輸出表列);fscanf(文獻(xiàn)指針,格式字符串,輸入表列);用fprintf和fscanf函數(shù)對磁盤文獻(xiàn)讀寫，使用方便，容易理解，但由于在輸入時(shí)需要將ASCII碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式，在輸出時(shí)又要將二進(jìn)制形式轉(zhuǎn)換成字符，花費(fèi)時(shí)間比較多。因此，在內(nèi)存與磁盤頻繁交換數(shù)據(jù)情況下，最佳不用fprintf和fsrintf函數(shù)，而用fread和fwrite函數(shù)第25頁文獻(xiàn)讀寫putw和getw函數(shù)大多數(shù)C編譯系統(tǒng)都提供另外兩個(gè)函數(shù):putw和getw,用來對磁盤文獻(xiàn)讀寫一種字(整數(shù))。例如putw(10,fp);它作用是將整數(shù)10輸出到fp指向文獻(xiàn)。而i=getw(fp);它作用是從磁盤文獻(xiàn)讀一種整數(shù)到內(nèi)存,賦給整型變量Iputw和getw并不是ANSIC標(biāo)準(zhǔn)定義函數(shù)。但許多C編譯都提供這兩個(gè)函數(shù)(例如Microsoft4.0有putw和getw函數(shù)),但有C編譯也許不以putw和getw命名此兩函數(shù),而用其他函數(shù)名第26頁文獻(xiàn)讀寫fgets作用是從指定文獻(xiàn)讀入一種字符串。如fgets(str,n,fp);從fp指向文獻(xiàn)輸入n一1個(gè)字符,并把它們放到字符數(shù)組str中。假如在讀入n-1個(gè)字符結(jié)束之前遇到換行符或EOF,讀入即結(jié)束。字符串讀入后在最后加一種’\0’字符,fgets函數(shù)返回值為str首地址。fputs函數(shù)作用是向指定文獻(xiàn)輸出一種字符串。如fputs(“China”,fp);把字符串“China”,輸出到fp指向文獻(xiàn)。fputs函數(shù)中第一種參數(shù)能夠是字符串常量、字符數(shù)組名或字符型指針。輸出成功,函數(shù)值為0;失敗時(shí),為非零值。這兩個(gè)函數(shù)類似此前介紹過gets和puts函數(shù),只是fgets和fputs函數(shù)以指定文獻(xiàn)作為讀寫對象第27頁文獻(xiàn)定位文獻(xiàn)中有一種位置指針,指向目前讀寫位置。假如次序讀寫一種文獻(xiàn),每次讀寫一種字符,則讀寫完一種字符后,該位置指針自動移動指向下一種字符位置。假如想變化這樣規(guī)律,強(qiáng)制使位置指針指向其他指定位置,能夠用有關(guān)函數(shù)第28頁文獻(xiàn)定位rewind函數(shù)使位置指針重新返回文獻(xiàn)開頭。此函數(shù)沒有返回值fseek函數(shù)實(shí)現(xiàn)變化文獻(xiàn)位置指針ftell函數(shù)得到流式文獻(xiàn)中目前位置第29頁文獻(xiàn)定位對流式文獻(xiàn)能夠進(jìn)行次序讀寫，也能夠進(jìn)行隨機(jī)讀寫。關(guān)鍵在于控制文獻(xiàn)位置指針，假如位置指針是按字節(jié)位置次序移動，就是次序讀寫。假如能夠?qū)⑽恢弥羔槹葱枰苿拥饺我馕恢?，就能夠?qū)崿F(xiàn)隨機(jī)讀寫。所謂隨機(jī)讀寫，是指讀寫完上一種字符（字節(jié)）后，并不一定要讀寫其后續(xù)字符（字節(jié)），而能夠讀寫文獻(xiàn)中任意所需字符（字節(jié)）fseek函數(shù)調(diào)用形式為fseek（文獻(xiàn)類型指針，位移量，起始點(diǎn)）第30頁文獻(xiàn)定位起始點(diǎn)用0.1或2替代，0代表“文獻(xiàn)開始”，1為“目前位置”，２為“文獻(xiàn)末尾”。ANSIC標(biāo)準(zhǔn)指定下列名字：起始點(diǎn)名字用數(shù)字代表文獻(xiàn)開始SEEK_SET0

文獻(xiàn)