《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)新視角》課件第8章

第8章文件8.1問(wèn)題的引入 8.2文件的概念 8.3內(nèi)存和外存的數(shù)據(jù)交流8.4程序如何操作文件8.5關(guān)于文件讀寫(xiě)的討論8.6程序調(diào)試與數(shù)據(jù)測(cè)試文件8.7本章小結(jié)

【主要內(nèi)容】

?文件的概念；

?通過(guò)人工操作文件與程序操作文件的對(duì)比，說(shuō)明文件操作的基本步驟；

?文件操作庫(kù)函數(shù)的介紹及使用方法實(shí)例；

?分類(lèi)簡(jiǎn)要介紹可以對(duì)文件進(jìn)行操作的庫(kù)函數(shù)功能。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

?能夠創(chuàng)建、讀取、寫(xiě)入、更新文件；

?熟悉順序訪問(wèn)文件處理；

?熟悉隨機(jī)訪問(wèn)文件處理。

編程的目的是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成特定的功能。數(shù)據(jù)的處理包括數(shù)據(jù)的輸入、加工處理及結(jié)果的輸出。對(duì)程序的運(yùn)行及測(cè)試涉及數(shù)據(jù)的輸入/輸出。數(shù)據(jù)的輸入/輸出有如下特點(diǎn)：8.1問(wèn)?題?的?引?入

(1)待處理的數(shù)據(jù)由程序員編程時(shí)在程序中設(shè)定(該程序只能處理固定的數(shù)據(jù))或在程序運(yùn)行時(shí)由用戶(hù)輸入(每次運(yùn)行時(shí)都要重新輸入)。

(2)程序處理的結(jié)果輸出到顯示屏，無(wú)法實(shí)現(xiàn)永久性的保存。

當(dāng)處理的數(shù)據(jù)有下列情形出現(xiàn)時(shí)，可把這些數(shù)據(jù)保存起來(lái)，以達(dá)到查看方便或可以反復(fù)使用的目的。

(1)輸入：輸入的數(shù)據(jù)量很大；輸入的數(shù)據(jù)每次都相同。

(2)輸出：需要多次查看程序結(jié)果；程序結(jié)果較多，一屏顯示不下。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)的方法是把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到外存上，操作系統(tǒng)以文件為單位對(duì)外存的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

文件：存儲(chǔ)在外部介質(zhì)上具有名稱(chēng)(文件名)的一組相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。

文件是一組相關(guān)數(shù)據(jù)的有序集合，這個(gè)數(shù)據(jù)集有一個(gè)名稱(chēng)，叫做文件名。實(shí)際上在前面的各章中我們已經(jīng)多次使用了文件，例如源程序文件、目標(biāo)文件、可執(zhí)行文件、庫(kù)文件(頭文件)等。用文件可長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。8.2文?件?的?概?念在C語(yǔ)言中按內(nèi)容存放方式，文件可分為二進(jìn)制文件和文本文件兩種。

1．二進(jìn)制文件

二進(jìn)制文件是按二進(jìn)制的編碼方式來(lái)存放數(shù)據(jù)的。例如，整數(shù)5678的存儲(chǔ)形式為0001011000101110，只占兩個(gè)字節(jié)(5678的十六進(jìn)制為0x162E)。

二進(jìn)制文件雖然也可在屏幕上顯示，但其內(nèi)容無(wú)法讀懂。

2．文本文件

文本文件也稱(chēng)為ASCII碼文件，這種文件在磁盤(pán)中存放時(shí)每個(gè)字符對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)，用于存放對(duì)應(yīng)的ASCII碼。例如，數(shù)5678的存儲(chǔ)形式如表8.1所示。

表8.1文本文件中的字符表示

ASCII碼文件可在屏幕上按字符顯示。例如源程序文件就是ASCII碼文件，由于是按字符顯示，因此我們能讀懂文件內(nèi)容。

文本文件與二進(jìn)制文件的區(qū)別：將文件看做是由一個(gè)一個(gè)字符組成的，一個(gè)字符為一個(gè)單位；而二進(jìn)制文件則是由bit(位)組成的，一個(gè)bit為一個(gè)單位。

流式文件：C語(yǔ)言將文件看做“數(shù)據(jù)流”，即文件是由一串連續(xù)的、無(wú)間隔的字節(jié)構(gòu)

成，用文件結(jié)束符結(jié)束，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為“流式文件結(jié)構(gòu)”。

流式文件在處理時(shí)不需考慮文件中數(shù)據(jù)的性質(zhì)、類(lèi)型和存放格式，訪問(wèn)時(shí)只是以字節(jié)為單位對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取，而將對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析、處理等工作都交給后續(xù)程序去完成。因此，這樣的文件結(jié)構(gòu)更具靈活性，對(duì)存儲(chǔ)空間的利用率高。

文件結(jié)束標(biāo)志有以下兩種：

(1)EOF——文本文件結(jié)束標(biāo)志。EOF是EndofFile的縮寫(xiě)，整型符號(hào)常量，在<stdio.h>頭文件中定義，它的值通常是-1。

(2)feof函數(shù)——用來(lái)判斷文件是否結(jié)束。二進(jìn)制文件與文本文件均適用。

關(guān)于EOF

在程序中測(cè)試符號(hào)常量EOF，而不是測(cè)試-1，這可以使程序更具有可移植性。ANSI標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，EOF是負(fù)的整型值(但沒(méi)有必要一定是-1)。因此，在不同的系統(tǒng)中，EOF可能具有不同的值，即輸入EOF的按鍵組合取決于系統(tǒng)，如下表所示。

緩沖文件系統(tǒng)

由于CPU與內(nèi)存的工作速度非?？?，而對(duì)外存(磁盤(pán)、光盤(pán)等)的存取速度很慢，當(dāng)訪問(wèn)外存時(shí)，主機(jī)必須等待慢速的外存操作完成后才能繼續(xù)工作，嚴(yán)重影響了CPU效率的發(fā)揮。解決二者速度不匹配的方法是采用“緩沖區(qū)”技術(shù)。

緩沖讀寫(xiě)操作可使磁盤(pán)得到高效利用。標(biāo)準(zhǔn)C采用緩沖文件系統(tǒng)，如圖8.1所示。8.3內(nèi)存和外存的數(shù)據(jù)交流

圖8.1緩沖文件系統(tǒng)

緩沖區(qū)是在內(nèi)存中分配的一塊存儲(chǔ)空間，是由操作系統(tǒng)在每個(gè)文件被打開(kāi)時(shí)自動(dòng)建立并管理的。緩沖區(qū)的大小由C的具體版本確定，一般為512字節(jié)。

緩沖區(qū)的作用：當(dāng)需要向外存文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，并不是每次都直接寫(xiě)入外存，而是先寫(xiě)入到緩沖區(qū)，只有當(dāng)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存滿或文件關(guān)閉時(shí)，才自動(dòng)將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)一次性寫(xiě)入外存。讀數(shù)時(shí)，也是一次將一個(gè)數(shù)據(jù)塊讀入緩沖區(qū)中，以后讀取數(shù)據(jù)時(shí)，先到緩沖區(qū)中尋找，若找到，則直接讀出，否則，再到外存中尋找，找到后將其所在的數(shù)據(jù)塊一次讀入緩沖區(qū)。緩沖區(qū)可有效減少訪問(wèn)外存的次數(shù)。

使用緩沖文件系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)為每一個(gè)打開(kāi)的文件建立緩沖區(qū)，此后，程序?qū)ξ募淖x寫(xiě)操作實(shí)際上是對(duì)文件緩沖區(qū)的操作。

為了便于編程，ANSIC將有關(guān)文件緩沖區(qū)的一些信息(如緩沖區(qū)對(duì)應(yīng)的文件名、文件所允許的操作方式、緩沖區(qū)的大小以及當(dāng)前讀寫(xiě)數(shù)據(jù)在緩沖區(qū)的位置等)用一個(gè)結(jié)構(gòu)體類(lèi)型來(lái)描述，類(lèi)型名為FILE，該結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的定義包含在stdio.h文件中。文件類(lèi)型FILE描述文件緩沖區(qū)的信息，具體內(nèi)容為：

typedefstruct_iobuf

{

char*_ptr; //指向buffer中第一個(gè)未讀的字節(jié)

int_cnt; //記錄剩余未讀字節(jié)的個(gè)數(shù)

char*_base; //指向一個(gè)字符數(shù)組，即這個(gè)文件的緩沖區(qū)

int_flag; //標(biāo)志位，記錄了FILE結(jié)構(gòu)所代表的打開(kāi)文件的一些屬性

int_file; //用于獲取文件描述，可使用fileno函數(shù)獲得此文件的句柄

int_charbuf; //單字節(jié)的緩沖，如果為單字節(jié)緩沖，_base將無(wú)效

int_bufsiz; //緩沖區(qū)大小

char*_tmpfname; //臨時(shí)文件名

}FILE;有了FILE類(lèi)型后，每當(dāng)打開(kāi)一個(gè)文件時(shí)，操作系統(tǒng)自動(dòng)為該文件建立一個(gè)FILE類(lèi)型的結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)，并返回指向它的指針，系統(tǒng)將被打開(kāi)文件及緩沖區(qū)的各種信息都存入這個(gè)FILE型數(shù)據(jù)區(qū)域中，程序通過(guò)上述指針獲得文件信息及訪問(wèn)文件，如圖8.2所示。

文件關(guān)閉后，它的文件結(jié)構(gòu)體被釋放。

只要有了指向某個(gè)文件的文件指針，具體的文件操作都由系統(tǒng)提供的文件操作函數(shù)實(shí)現(xiàn)，而不需了解文件緩沖區(qū)的具體情況，方便了程序員關(guān)于文件操作的編程。

圖8.2文件操作

文件通常是駐留在外部介質(zhì)(如磁盤(pán)等)上的，在使用時(shí)才調(diào)入內(nèi)存中。

在文件的操作中，經(jīng)常會(huì)涉及文件的讀寫(xiě)操作，通常把數(shù)據(jù)從磁盤(pán)流到內(nèi)存稱(chēng)為“讀”，數(shù)據(jù)從內(nèi)存流到磁盤(pán)稱(chēng)為“寫(xiě)”。

每個(gè)文件由唯一的文件名來(lái)標(biāo)識(shí)。計(jì)算機(jī)按文件名對(duì)文件進(jìn)行讀、寫(xiě)等有關(guān)操作。8.4程序如何操作文件對(duì)文件操作的經(jīng)驗(yàn)是，如果想找存在外部介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，必須先按文件名找到指定的文件，然后再?gòu)脑撐募凶x取數(shù)據(jù)，文件使用完畢，再關(guān)閉它。那么用程序來(lái)對(duì)文件進(jìn)行操作，是否也是這樣的步驟呢？具體又是怎么處理的呢？用程序來(lái)訪問(wèn)文件，與我們直接對(duì)文件的操作與步驟是類(lèi)似的。

程序訪問(wèn)文件的三個(gè)步驟如下：

(1)打開(kāi)文件。

(2)操作文件。

(3)關(guān)閉文件。程序?qū)ξ募牟僮鞑襟E如下：

(1)在磁盤(pán)上建立、保存文件。

(2)打開(kāi)已有文件。

(3)讀寫(xiě)文件。

在C語(yǔ)言中，沒(méi)有輸入/輸出語(yǔ)句，對(duì)文件的讀寫(xiě)都是用庫(kù)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。ANSI規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出函數(shù)，用它們對(duì)文件進(jìn)行讀寫(xiě)，相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)參見(jiàn)附錄C。

廣義上，操作系統(tǒng)將每一個(gè)與主機(jī)相連的輸入/輸出設(shè)備都看做是文件，把它們的輸入/輸出等同于對(duì)磁盤(pán)文件的讀和寫(xiě)。通常把顯示器定義為標(biāo)準(zhǔn)輸出文件，一般情況下在屏幕上顯示有關(guān)信息就是向標(biāo)準(zhǔn)輸出文件輸出。如前面經(jīng)常使用的printf、putchar函數(shù)就是這類(lèi)輸出。

鍵盤(pán)通常被指定為標(biāo)準(zhǔn)輸入文件，從鍵盤(pán)上輸入就意味著從標(biāo)準(zhǔn)輸入文件上輸入數(shù)據(jù)。如scanf、getchar函數(shù)就屬于這類(lèi)輸入。8.4.1打開(kāi)文件

打開(kāi)文件的庫(kù)函數(shù)是fopen。

聲明形式：FILEfopen(char*filename,char*mode)

函數(shù)功能：在內(nèi)存中為文件分配一個(gè)文件緩沖區(qū)。

參數(shù)說(shuō)明：

Filename——字符串，包含欲打開(kāi)的文件路徑及文件名；

Mode——字符串，說(shuō)明打開(kāi)文件的模式。

返回值：文件指針(NULL為異常，表示文件未打開(kāi))。

特別提示：文件打開(kāi)后，應(yīng)檢查此操作是否成功，即判斷文件指針是否為空(NULL)，然后才能決定能否對(duì)文件繼續(xù)訪問(wèn)。

表8.2文件打開(kāi)模式說(shuō)明：

(1)打開(kāi)的文件分文本文件與二進(jìn)制文件。

(2)文本文件用“t”表示(可省略)；二進(jìn)制文件用“b”表示。

在用戶(hù)希望保存原有文件內(nèi)容時(shí)，使用模式“w”來(lái)打開(kāi)文件，使得文件的內(nèi)容丟失而沒(méi)有任何警告。

用不正確的文件模式來(lái)打開(kāi)文件將導(dǎo)致破壞性的錯(cuò)誤。例如，當(dāng)應(yīng)該用更新模式“r+”的時(shí)候用寫(xiě)入模式“w”打開(kāi)文件將刪除文件內(nèi)容。

文件的路徑

用戶(hù)在磁盤(pán)上尋找文件時(shí)，所歷經(jīng)的文件夾線路叫路徑。路徑分為絕對(duì)路徑和相對(duì)路徑。絕對(duì)路徑是完整的描述文件位置的路徑，它是從盤(pán)符開(kāi)始的路徑。相對(duì)路徑是相對(duì)于目標(biāo)位置的路徑,是指在當(dāng)前的目錄下開(kāi)始的路徑。

能唯一標(biāo)識(shí)某個(gè)磁盤(pán)文件的字符串形式為：

盤(pán)符：\路徑\文件名.擴(kuò)展名例1：我們要找c:\windows\system\config文件，如果當(dāng)前在c:\winodws\，則相對(duì)路徑表示為system\config，絕對(duì)路徑表示為c:\windows\system\config。

例2：

fp=fopen("a1.txt","r");

表示相對(duì)路徑，無(wú)路徑信息，則a1.txt文件在當(dāng)前目錄下(注：此時(shí)當(dāng)前目錄為程序所在工程的目錄)。

fp=fopen("d:\\qyc\\a1.txt","r")

表示絕對(duì)路徑，a1.txt在d盤(pán)qyc目錄下。

注：此處用“\\”是因?yàn)樵谧址小癨”是要用轉(zhuǎn)義字符表示的。8.4.2關(guān)閉文件

關(guān)閉文件的庫(kù)函數(shù)是fclose。

聲明形式：intfclose(FILE*fp);

函數(shù)功能：關(guān)閉文件指針指向的文件，將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)做相應(yīng)處理后釋放緩沖區(qū)。

輸出：如果關(guān)閉文件出錯(cuò)，函數(shù)返回非零值；否則返回0。

特別提示：使用完文件后應(yīng)及時(shí)關(guān)閉，否則可能會(huì)丟失數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?xiě)文件時(shí)，只有當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)才將數(shù)據(jù)真正寫(xiě)入文件，若當(dāng)緩沖區(qū)未滿時(shí)結(jié)束程序運(yùn)行，緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。

【例8-1】文件的例子1。

1 /*對(duì)data.txt文件寫(xiě)入10條記錄*/

2 #include<stdio.h>

3 intmain()

4 {

5 FILE*fp;/*FILE為文件類(lèi)型*/

6 inti;

7 intx;

8

9 fp=fopen("data.txt","w"); /*以文本寫(xiě)方式"w"打開(kāi)data.txt*/

10

11 for(i=1;i<=10;i++)

12 {

13 scanf("%d",&x);

14 fprintf(fp,"%d",x); /*將x輸出到fp指向的文件中*/

15 }

16 fclose(fp); /*關(guān)閉文件*/

17 return0;

18 }程序結(jié)果：程序運(yùn)行結(jié)束，在程序文件所在工程的目錄下，可以找到新建的文件data.txt，打開(kāi)后即可看到程序運(yùn)行時(shí)從鍵盤(pán)輸入的10個(gè)數(shù)據(jù)。

文件存儲(chǔ)成為二進(jìn)制還是文本文件取決于fopen的方式。如果用wt，則存儲(chǔ)為文本文件，這樣用記事本打開(kāi)就可以正常顯示了；如果用wb，則存儲(chǔ)為二進(jìn)制文件，這樣用記事本打開(kāi)有可能會(huì)出現(xiàn)小方框，若要正常顯示，可以用寫(xiě)字板或UltraEdit等工具打開(kāi)。8.4.3文件的讀寫(xiě)

對(duì)文件的讀寫(xiě)有系列函數(shù)，參見(jiàn)表8.3和表8.4。

表8.3文件讀寫(xiě)函數(shù)(1)

表8.4文件讀寫(xiě)函數(shù)(2)特別提示：文件的讀寫(xiě)都是在文件的當(dāng)前位置進(jìn)行的。所謂當(dāng)前位置，是指文件的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)指針在當(dāng)前時(shí)刻指示的位置。文件打開(kāi)時(shí)，該指針指向文件的開(kāi)頭；一次讀寫(xiě)完成后，該指針自動(dòng)后移(移至本次讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的下一個(gè)字節(jié))。

【例8-2】文件的例子2。逐個(gè)按序讀出并顯示已有文件file.txt中的字符。

1 /*按序逐個(gè)讀出文件中的字符*/

2 #include<stdio.h>

3 #include<stdlib.h>

4

5 voidmain()

6 {

7 charch;

8 FILE*fp; /*定義一個(gè)文件類(lèi)型的指針變量fp*/

9 fp=fopen("file.txt","r"); /*以只讀方式打開(kāi)文本文件file.Txt*/

10 if(fp==NULL) /*打開(kāi)文件失敗*/

11 {

12 printf("cannotopenthisfile\n");

13 exit(0); /*庫(kù)函數(shù)exit，終止程序*/

14 }

15 ch=fgetc(fp); /*讀出文件中的一個(gè)字符，賦給變量ch*/

16 while(ch!=EOF) /*判斷文件是否結(jié)束，此判斷條件等價(jià)于(!feof(fp))*/

17 {

18 putchar(ch); /*輸出從文件中讀出的字符*/

19 ch=fgetc(fp); /*讀出文件中的一個(gè)字符，賦給變量ch*/

20 }

21 fclose(fp); /*關(guān)閉文件*/

22 return0；

23 }

exit函數(shù)：在<stdlib.h>中聲明，將強(qiáng)制程序結(jié)束。在檢測(cè)到輸入錯(cuò)誤或者程序無(wú)法打開(kāi)要處理的文件時(shí)使用。

exit(0)為正常退出，exit(1)，為非正常退出(只要其中的參數(shù)不為零)。

C語(yǔ)言中的exit()和return有什么不同?

在主程序main中，語(yǔ)句return(表達(dá)式)等價(jià)于函數(shù)exit(表達(dá)式)。但是，函數(shù)exit有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它可以從其他函數(shù)中調(diào)用，并且可以用查找程序查找這些調(diào)用。用exit()函數(shù)可以退出程序并將控制權(quán)返回給操作系統(tǒng)，而用return語(yǔ)句可以從一個(gè)函數(shù)中返回并將控制權(quán)返回給調(diào)用該函數(shù)的函數(shù)。如果在main()函數(shù)中加入return語(yǔ)句，那么在執(zhí)行這條語(yǔ)句后將退出main()函數(shù)并將控制權(quán)返回給操作系統(tǒng)，這樣的一條return語(yǔ)句和exit()函數(shù)的作用是相同的。

【例8-3】文件的例子3。將指定字符串寫(xiě)到文件中；將文件中的字符串讀到數(shù)

組里。

1 /*將指定字符串寫(xiě)到文件中*/

2 #include<stdio.h>

3 chars="Iamastudent"; /*設(shè)定字符串s*/

4 intmain()

5 {

6 chara[100];

7 FILE*fp; /*定義文件指針為fp*/

8 intn=strlen(s); /*計(jì)算字符串s的長(zhǎng)度*/

9

10 /*以寫(xiě)方式打開(kāi)文本文件f1.txt*/

11 if((fp=fopen("f1.txt","w"))!=NULL)

12 {

13 fputs(s,fp); /*將s所指的字符串寫(xiě)到fp所指的文件中*/

14 }

15 fclose(fp); /*關(guān)閉fp所指向的文件*/

16

17 /*以只讀方式打開(kāi)文本文件f1.txt*/

18 fp=fopen("f1.txt","r");

19 fgets(a,n+1,fp); /*將fp所指的文件中的內(nèi)容讀到a中*/

20 printf("%s\n",a); /*輸出a中的內(nèi)容*/

21 fclose(fp); /*關(guān)閉fp所指向的文件*/

22 return0;

23 }說(shuō)明：第19行語(yǔ)句fgets(a,n+1,fp)是將讀出的字符串放入a串中，其中a是已經(jīng)定義好的字符串，n+1是讓fp所指的文件內(nèi)容依次取n個(gè)字符給a，這n個(gè)字符恰為s串的內(nèi)容，之后還要在該串后自動(dòng)加入一個(gè)'\0'字符，因此要寫(xiě)n+1。

【例8-4】文件的例子4。向磁盤(pán)寫(xiě)入格式化數(shù)據(jù)，再?gòu)脑撐募x出顯示到屏幕。

1 /*數(shù)據(jù)成塊寫(xiě)入文件*/

2 #include"stdio.h"

3 #include"stdlib.h"

4

5 intmain()

6 {

7 FILE*fp1;

8 inti;

9 structstudent/*定義結(jié)構(gòu)體*/

10 {

11 charname[15];

12 charnum[6];

13 floatscore[2];

14 }stu;

15

16 fp1=fopen("test.txt","wb")；

17 if(fp1==NULL) /*以二進(jìn)制只寫(xiě)方式打開(kāi)文件*/

18 {

19 printf("cannotopenfile");

20 exit(0);

21 }

22 printf("inputdata:\n");

23 for(i=0;i<2;i++)

24 {

25 /*輸入一行記錄*/

26 scanf("%s%s%f%f",

27 ,stu.num,&stu.score[0],&stu.score[1]);

28 /*成塊寫(xiě)入文件，一次寫(xiě)結(jié)構(gòu)的一行*/

29 fwrite(&stu,sizeof(stu),1,fp1);

30 }

31 fclose(fp1);

32

33 /*重新以二進(jìn)制只寫(xiě)方式打開(kāi)文件*/

34 if((fp1=fopen("test.txt","rb"))==NULL)

35 {

36 printf("cannotopenfile");

37 exit(0);

38 }

39 printf("outputfromfile:\n");

40 for(i=0;i<2;i++)

41 {

42 fread(&stu,sizeof(stu),1,fp1); /*從文件成塊讀*/

43 printf("%s%s%7.2f%7.2f\n", /*顯示到屏幕*/

44 ,stu.num,stu.score[0],stu.score[1]);

45 }

46 fclose(fp1);

47 return0;

48 }

程序結(jié)果：

inputdata:

xiaowangj00187.598.4

xiaolij00299.589.6

outputfromfile:

xiaowangj00187.5098.40

xiaolij00299.5089.60

把希望的內(nèi)容寫(xiě)入文件后，查看文件時(shí)出現(xiàn)亂碼，這往往是文件操作函數(shù)要求的文件制式與你寫(xiě)入時(shí)打開(kāi)文件的制式不一致造成的。8.4.4文件位置的確定

確定文件位置的庫(kù)函數(shù)是fseek。

聲明形式：fseek(文件類(lèi)型指針，位移量，起始點(diǎn)位置)

函數(shù)功能：重定位文件內(nèi)部指針的位置。以“起始點(diǎn)位置”為基準(zhǔn)，按“位移量”指定字節(jié)數(shù)做偏移(起始位置值：文件頭0，當(dāng)前位置1，文件尾2)。

返回值：成功返回0；失敗返回-1。

【例8-5】文件的例子5。已知stu_list.txt中存放了多個(gè)學(xué)生的信息，在此文件中讀出第二個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)。

程序?qū)崿F(xiàn)：

1 /*在文件指定位置讀取數(shù)據(jù)——對(duì)文件進(jìn)行隨機(jī)讀寫(xiě)*/

2 #include"stdio.h"

3 #include"stdlib.h"

4

5 structstu/*學(xué)生信息結(jié)構(gòu)*/

6 {

7 charname[10];

8 intnum;

9 intage;

10 charaddr[15];

11 }boy,*qPtr;/*定義結(jié)構(gòu)變量boy，結(jié)構(gòu)指針qPtr*/

12

13 intmain()

14 {

15 FILE*fp;

16 charch;

17 inti=1;/*跳過(guò)結(jié)構(gòu)的前i行*/

18 qPtr=&boy;/*qPtr指向boy結(jié)構(gòu)體的起始位置*/

19

20 if((fp=fopen("stu_list.txt","rb"))==NULL)

21 {

22 printf("Cannotopenfile!");

23 exit(0);

24 }

25 /*使文件的位置指針重新定位于文件開(kāi)頭*/

26 rewind(fp);

27 /*從文件頭開(kāi)始，向后移動(dòng)i個(gè)結(jié)構(gòu)大小的字節(jié)數(shù)*/

28 fseek(fp,i*sizeof(structstu),0);

29 /*從fp文件中讀出結(jié)構(gòu)的當(dāng)前行，放到qPtr指向的地址中*/

30 fread(qPtr,sizeof(structstu),1,fp);

31 printf("%st%5d%7d%sn",qPtr->name,

32 qPtr->num,qPtr->age,qPtr->addr);

33 return0；

34 }

(1)有的教材中提到：按文本方式或二進(jìn)制方式中的某一種方式存儲(chǔ)的文件，使用時(shí)必須以原來(lái)的方式從外存中讀出，才能保證數(shù)據(jù)的正確性。

(2)程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤：把希望的內(nèi)容寫(xiě)入文件后，查看文件時(shí)出現(xiàn)亂碼，這往往是文件操作函數(shù)要求的文件制式與寫(xiě)入文件時(shí)打開(kāi)文件的制式不一致造成的。8.5關(guān)于文件讀寫(xiě)的討論

這究竟是怎么回事呢？

以下按不同的情形來(lái)討論，要點(diǎn)：

(1)在不同文件打開(kāi)模式(文本、二進(jìn)制)狀態(tài)下，文件緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)是否正確。

(2)在不同文件打開(kāi)模式(文本、二進(jìn)制)狀態(tài)下，寫(xiě)入文件中的數(shù)據(jù)是否顯示正常。

【情形一】以fprintf方式向文件data.txt寫(xiě)入數(shù)據(jù)，以fscanf方式讀出data.txt中的數(shù)據(jù)。

1 /*文件的讀寫(xiě)方式*/

2 #include<stdio.h>

3 #include<stdlib.h>

4

5 intmain()

6 {

7 FILE*fp;/*FILE為文件類(lèi)型*/

8 inti;

9 intx;

10 intb=0;

11

12 fp=fopen("data.txt","wb");/*以"wb"方式打開(kāi)data.txt文件*/

13

14 if(fp==NULL) /*打開(kāi)文件失敗*/

15 {

16 printf("1:cannotopenthisfile\n");

17 exit(0); /*庫(kù)函數(shù)exit終止程序*/

18 }

19 /****以fprintf格式寫(xiě)入數(shù)據(jù)*****/

20 for(i=1;i<7;i++)

21 {

22 scanf("%d",&x);

23 fprintf(fp,"%d\n",x);/*將x輸出到fp指向的文件中*/

24 }

25 fclose(fp);/*關(guān)閉文件*/

26

27 fp=fopen("data.txt","r"); /*以只讀方式打開(kāi)文本文件data.Txt*/

28 if(fp==NULL) /*打開(kāi)文件失敗*/

29 {

30 printf("2:cannotopenthisfile\n");

31 exit(0); /*庫(kù)函數(shù)exit終止程序*/

32 }

33

34 /*********以fscanf方式從文件中讀出數(shù)據(jù)*********/

35 fscanf(fp,"%d",&x); /*讀出文件中的一個(gè)int型數(shù)值給x*/

36 while(!feof(fp)) /*判斷文件是否結(jié)束*/

37 {

38 printf("%d",x);

39 fscanf(fp,"%d",&x);

40 }

41 fclose(fp);/*關(guān)閉文件*/

42 return0;

43 }

程序結(jié)果：

輸入：234567

輸出：234567

【情形二】以fprintf方式向data.txt文件寫(xiě)入數(shù)據(jù)，以fgetc方式讀出data.txt中的數(shù)據(jù)。

分別用以下灰色框中的語(yǔ)句替代情形一中兩個(gè)灰色框的語(yǔ)句。

/****以fprintf格式寫(xiě)入數(shù)據(jù)*****/

for(i=1;i<7;i++)

{

scanf("%d",&x);

fprintf(fp,"%d\n",x); /*將x輸出到fp指向的文件中*/

}

/*********以fgetc方式從文件中讀出的字符*********/

ch=fgetc(fp); /*讀出文件中的一個(gè)字符，賦給變量ch*/

while(ch!=EOF) /*判斷文件是否結(jié)束，此判斷條件等價(jià)于(!feof(fp))*/

{

putchar(ch); /*輸出從文件中讀出的字符*/

ch=fgetc(fp); /*讀出文件中的一個(gè)字符，賦給變量ch*/

}

程序結(jié)果：

輸入：

234567

輸出：

2

3

4

5

6

7

【情形三】以fwrite方式向文件data.txt寫(xiě)入數(shù)據(jù)，以fread方式讀出data.txt中的數(shù)據(jù)。

分別用以下灰色框中的語(yǔ)句替代情形一中兩個(gè)灰色框的語(yǔ)句。

/****以fwrite格式寫(xiě)入數(shù)據(jù)*****/

for(i=1;i<7;i++) /*循環(huán)6次，把6個(gè)int型數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件*/

{

scanf("%d",&x);

fwrite(&x,sizeof(int),1,fp);/*將x輸出到fp指向的文件中*/

}

/****以fread格式讀出數(shù)據(jù)*****/

for(i=1;i<7;i++)

{

fread(&b,sizeof(int),1,fp);

printf("b=%x\n",b);

}

程序結(jié)果：

輸入：

234567

輸出：

b=2

b=3

b=4

b=5

b=6

b=7

查看文件緩沖區(qū)。圖8.3～圖8.8是分別為情形三的調(diào)試步驟1～調(diào)試步驟6。

圖8.3中，創(chuàng)建文件，文件指針fp為0x426af8。

圖8.4中，緩沖區(qū)_base地址是0x3851f0。

圖8.3情形三調(diào)試步驟1

圖8.4情形三調(diào)試步驟2圖8.5中，緩沖區(qū)_bass中的內(nèi)容為6個(gè)輸入的int數(shù)據(jù)，一個(gè)int占4

byte。

圖8.6中，以讀方式打開(kāi)文件，fp指針為0x426af8，同前面建立文件時(shí)是一樣的。注意緩沖區(qū)_base地址是0x3851f0，即同前面寫(xiě)文件時(shí)也是一樣的。

_ptr(指向buffer中第一個(gè)未讀的字節(jié))指向的是0x3851f4，將要讀出的字節(jié)值為3。

圖8.5情形三調(diào)試步驟3圖8.6情形三調(diào)試步驟4

讀與寫(xiě)用的是同一緩沖區(qū)。

圖8.7中，_ptr指向的是0x3851f8，將要讀出的字節(jié)值為4。

圖8.8中，緩沖區(qū)_base地址是0x3851f0，其中的內(nèi)容也依然未變。

圖8.7情形三調(diào)試步驟5

圖8.8調(diào)試步驟6

表8.5for循環(huán)相關(guān)量的變化表8.5中:

char*_ptr; /*指向buffer中第一個(gè)未讀的字節(jié)*/

int_cnt; /*記錄剩余未讀字節(jié)的個(gè)數(shù)*/

char*_base; /*指向一個(gè)字符數(shù)組，即這個(gè)文件的緩沖區(qū)*/

【情形四】以fprintf方式向文件data.txt寫(xiě)入數(shù)據(jù)，以fread方式讀出data.txt中的數(shù)據(jù)。省略的程序語(yǔ)句同情形一。

/****以fprintf格式寫(xiě)入數(shù)據(jù)*****/

for(i=1;i<7;i++)

{

scanf("%d",&x);

fprintf(fp,"%d\n",x);/*將x輸出到fp指向的文件中*/

}

/**************以fread方式讀出數(shù)據(jù)***************/

for(i=1;i<4;i++)

{

fread(&b,sizeof(int),1,fp);

printf("b=%x\n",b);

}

程序結(jié)果：

輸入：

234567

輸出：

b=a330a32

b=a350a34

b=a370a36

情形一中，以fprintf方式寫(xiě)入數(shù)據(jù)，以fscanf方式讀出數(shù)據(jù)；情形四中，以fprintf方式寫(xiě)入數(shù)據(jù)，以fread方式讀出數(shù)據(jù)。情形一的結(jié)果是正常的，為什么情形四的結(jié)果看起來(lái)就不對(duì)了呢？

答：跟蹤查看一下便知。

圖8.9、圖8.10所示分別為情形四的調(diào)試步驟1和調(diào)試步驟2。

圖8.9緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)中，

0x0A是'\n'的ASCII碼，是語(yǔ)句fprintf(fp,"%d\n",x)中的'\n'產(chǎn)生的，同輸入的數(shù)字一起寫(xiě)入到文件中。

圖8.9情形四調(diào)試步驟1圖8.10中，用fread(&b,sizeof(int),1,fp)語(yǔ)句讀緩沖區(qū)中的內(nèi)容時(shí)，是按照sizeof(int)等于4

byte的長(zhǎng)度讀出并賦給變量b的。所以i=1時(shí)，b的值為從0x3851f0開(kāi)始的4

byte的數(shù)值，即為0x0a330a32，對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)為171117106。圖8.10情形四調(diào)試步驟2總之，無(wú)論文件的寫(xiě)入方式、讀出方式是文本模式還是二進(jìn)制模式，程序結(jié)果都如表8.6所示，即讀寫(xiě)的文件模式不影響程序的結(jié)果。

表8.6讀寫(xiě)方式與程序結(jié)果至于寫(xiě)入data.txt文件的數(shù)據(jù)是否能正常查看，則與讀寫(xiě)的文件模式有關(guān)，具體見(jiàn)表8.7。

表8.7data文件的顯示結(jié)果

(1)在文件緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)形式，與文件讀寫(xiě)模式無(wú)關(guān)；

(2)程序生成的文件是否能正常顯示，與文件讀寫(xiě)模式有關(guān)；

(3)若程序讀文件出現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示不對(duì)，可以通過(guò)查看緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的格式，選擇合適的操作函數(shù)。

當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)好算法和程序后，要在調(diào)試環(huán)境中輸入測(cè)試數(shù)據(jù)，查看程序運(yùn)行的結(jié)果。由于調(diào)試往往不能一次成功，每次運(yùn)行時(shí)，都要重新輸入一遍測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)于有大量輸入數(shù)據(jù)的題目，直接從鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)需要花費(fèi)大量時(shí)間。

8.6程序調(diào)試與數(shù)據(jù)測(cè)試文件我們可以把要輸入的數(shù)據(jù)事先放在文件中，用文件的讀函數(shù)讀入；將程序運(yùn)行的結(jié)果用文件寫(xiě)函數(shù)寫(xiě)入指定的文件。可以根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)的特點(diǎn)選用文件讀寫(xiě)函數(shù)。下面給出兩個(gè)代碼模板。

1．使用fscanf和fprintf函數(shù)

【代碼模板一】

#include<stdio.h>

intmain()

{

FILE*fp1,*fp2;

fp1=fopen("data.in","r"); /*以只讀方式打開(kāi)輸入文件data.in*/

fp2=fopen("data.out","w"); /*以寫(xiě)方式打開(kāi)輸出文件data.out*/

/*中間按原樣寫(xiě)代碼，把scanf改為fscanf，printf改為fprintf即可*/

fclose(fp1);

fclose(fp2);

return0;

}

2．使用freopen函數(shù)

聲明形式：FILE*freopen(constchar*path,constchar*mode,FILE*stream);

參數(shù)說(shuō)明：

path——文件名，用于存儲(chǔ)輸入/輸出的自定義文件名；

mode——文件打開(kāi)的模式，和fopen中的模式(如r為只讀，w為寫(xiě))相同；

stream——一個(gè)文件，通常使用標(biāo)準(zhǔn)流文件。

功能：實(shí)現(xiàn)重定向，把預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)流文件定向到由path指定的文件中。返回值：成功，返回一個(gè)path所指定文件的指針；失敗，返回NULL。(一般不使用它的返回值。)

標(biāo)準(zhǔn)流文件

啟動(dòng)一個(gè)C語(yǔ)言程序時(shí)，操作系統(tǒng)環(huán)境負(fù)責(zé)打開(kāi)3個(gè)文件，并將這3個(gè)文件的指針提供給該程序。這3個(gè)文件指針?lè)謩e為標(biāo)準(zhǔn)輸入stdin、標(biāo)準(zhǔn)輸出stdout和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤stderr。它們?cè)?lt;stdio.h>中聲明，其中：

stdin：標(biāo)準(zhǔn)輸入流，默認(rèn)為鍵盤(pán)輸入；