C語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-第八章PPT課件

1、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（C語言）,文件,2,1.文件概念,什么是文件? 文件是存儲(chǔ)在外部介質(zhì)上（介質(zhì)：磁盤和磁帶等外存儲(chǔ)器）的數(shù)據(jù)或信息的集合 例如 程序文件中保存著源程序 數(shù)據(jù)文件中保存著數(shù)據(jù) 聲音文件中保存著聲音數(shù)據(jù) 磁盤上的每個(gè)文件都有唯一的名字，進(jìn)行標(biāo)識(shí)，依據(jù)文件名找到相應(yīng)的文件 為什么要使用文件 文件的改動(dòng)不能引起程序的改動(dòng)，即程序與數(shù)據(jù)分離 不同的程序可以訪問同一數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)共享 能夠長期保存程序運(yùn)行的中間數(shù)據(jù)或結(jié)果數(shù)據(jù),3,1.文件概念,C語言實(shí)現(xiàn)文件操作 通過操作系統(tǒng)完成對(duì)文件的輸入輸出操作 通過由C語言的編譯系統(tǒng)提供的一套用于文件操作的庫函數(shù)，也稱為“標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出庫” 文件

2、的特點(diǎn) 文件是一個(gè)有序的數(shù)據(jù)序列 保存的所有數(shù)據(jù)有著嚴(yán)格的排列次序（類似于數(shù)組） 要訪問文件中的數(shù)據(jù)，必須按照它們的排列順序，依次進(jìn)行訪問,4,1.文件概念,文件的分類 數(shù)據(jù)的組織形式 ASCII碼文件 ASCII碼文件是將要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)采用ASCII碼的形式進(jìn)行存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)按順序組成一個(gè)一個(gè)的字符序列 每一個(gè)字符用一個(gè)ASCII碼來表示，占用1個(gè)字節(jié) ASCII碼形式的文件在文本編輯器下可以直接閱讀 保存在內(nèi)存中的所有數(shù)據(jù)在存入文件的時(shí)候都要先轉(zhuǎn)換為等價(jià)的字符形式 當(dāng)要從文件中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，在將字符串轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù) 例如：123.45（浮點(diǎn)數(shù)） 將123.45轉(zhuǎn)換為字符串“123.45” 再存放,5

3、,1.文件概念,文件的分類 數(shù)據(jù)的組織形式 二進(jìn)制文件 將數(shù)據(jù)按其在內(nèi)存中的存儲(chǔ)方式（二進(jìn)制方式）原樣輸出到文件中存放的 內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存入磁盤的時(shí)候不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 磁盤上保存的數(shù)據(jù)采用語言規(guī)定的與內(nèi)存數(shù)據(jù)一致的表示形式進(jìn)行存儲(chǔ) 例如：123.45存放字二進(jìn)制文件中將會(huì)占用4個(gè)字節(jié)（浮點(diǎn)數(shù)）,6,1.文件概念,文件的分類 數(shù)據(jù)的組織形式 區(qū)別 ASCII碼文件較為直觀、可讀性好 方便人們的閱讀和理解 可以直接在Windows下的記事本等工具直接觀察 占用存儲(chǔ)空間較多而且在數(shù)據(jù)輸入輸出時(shí)必須進(jìn)行二進(jìn)制代碼和ASCII碼之間的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制文件存儲(chǔ)空間的利用效率高 輸入輸出時(shí)不需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因而速

4、度較快，可以節(jié)省磁盤空間和轉(zhuǎn)換時(shí)間 二進(jìn)制文件不能直接識(shí)別內(nèi)存中的表示形式，不方便人們的閱讀和理解，可讀性差,7,1.文件概念,文件的分類 文件的處理方式 數(shù)據(jù)寫入文件或從文件中讀出數(shù)據(jù)的過程,8,1.文件概念,文件的分類 文件的處理方式 “寫文件” 將保存在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫入磁盤 首先要建立一個(gè)“輸出文件緩沖區(qū)” 通過該緩沖區(qū)可將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存入磁盤，以文件的形式保存 “讀文件” 將保存在文件中的數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存 首先要建立一個(gè)“輸入文件緩沖區(qū)”，將文件中的數(shù)據(jù)裝入緩沖區(qū) 然后再由緩沖區(qū)存入程序可以操作的內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū),9,1.文件概念,文件的分類 文件的處理方式 C語言系統(tǒng)對(duì)緩沖區(qū)的處理方式不同產(chǎn)生

5、了兩種不同的文件處理方式 緩沖文件系統(tǒng) 對(duì)每個(gè)正在使用的文件，系統(tǒng)自動(dòng)地在內(nèi)存中為其開辟一個(gè)緩沖區(qū) 非緩沖文件系統(tǒng) 指系統(tǒng)不會(huì)自動(dòng)開辟緩沖區(qū)，而要由程序自行設(shè)置文件的緩沖區(qū) 提示 在ANSI C83標(biāo)準(zhǔn)中取消了非緩沖文件系統(tǒng) 對(duì)文本文件和二進(jìn)制文件均統(tǒng)一采用緩沖文件系統(tǒng)進(jìn)行處理,10,1.文件概念,文件的分類 文件的處理方式 緩沖文件的特點(diǎn) 緩沖區(qū)是一個(gè)連接計(jì)算機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)與外存文件的橋梁 在內(nèi)存開辟一個(gè)“緩沖區(qū)”，為程序中的每一個(gè)文件使用 執(zhí)行讀文件的操作時(shí)，從磁盤文件將數(shù)據(jù)先讀如內(nèi)存“緩沖區(qū)”，裝滿后再從內(nèi)存“緩沖區(qū)”依此讀入進(jìn)接收的變量 執(zhí)行寫文件的操作時(shí)，先將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存“緩沖區(qū)”，待內(nèi)

6、存“緩沖區(qū)”寫滿后再寫入文件 由此可見，內(nèi)存“緩沖區(qū)”的大小，影響著實(shí)際操作外存的次數(shù)，內(nèi)存“緩沖區(qū)”越大，操作外存的次數(shù)越少，執(zhí)行速度就越快、效率就越高 一般來說：文件的“緩沖區(qū)”的大小隨機(jī)器而定,11,2.文件的操作,語言中文件的操作主要是由語言庫函數(shù)實(shí)現(xiàn) 了解和掌握語言提供的與文件有關(guān)的操作和規(guī)定 文件的定義 文件的狀態(tài) 訪問文件的基本操作 文件操作的函數(shù)屬于語言標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出庫中的函數(shù) 應(yīng)在程序函數(shù)的前面使用預(yù)處理命令#include“ #include ,12,2.文件的操作,文件指針 每個(gè)正在使用的文件都要說明一個(gè)FILE類型的結(jié)構(gòu)變量 該類型就是文件讀寫所需要分配的內(nèi)存區(qū)域的類型

7、利用一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的變量存放 該結(jié)構(gòu)變量用于存放文件的有關(guān)信息 文件的名字、文件的性質(zhì)、文件的當(dāng)前狀態(tài)等 FILE 類型由系統(tǒng)定義 它包含的成員即FILE的各個(gè)分量由操作系統(tǒng)自動(dòng)定義 在頭文件stdio.h中定義 通過文件結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合進(jìn)行輸入輸出處理 文件結(jié)構(gòu)在打開文件時(shí)由操作系統(tǒng)自動(dòng)建立,13,2.文件的操作,文件指針 在頭文件stdio.h中定義的結(jié)構(gòu)FILE,typedef struct short level； /*文件的緩沖區(qū)級(jí)別（滿或空的程度）*/ unsigned flag； /*文件狀態(tài)標(biāo)志*/ char fd； /*文件號(hào)*/ int cleft; /*緩沖區(qū)的剩余字符（剩

8、余空間）*/ int mode； /*文件的操作模式*/ short size； /*緩沖區(qū)大小*/ char *buffer； /*文件緩沖區(qū)的地址（位置）*/ char *curp； /*當(dāng)前地址指針（下一個(gè)字符的位置）*/ short token； /*有效性檢查控制單元*/ FILE；,14,2.文件的操作,文件聲明 定義文件類型之后才能用其聲明若干個(gè)FILE類型的變量 存放文件的信息 在程序中，凡是要對(duì)已打開文件進(jìn)行操作，都要通過指向該文件結(jié)構(gòu)的指針 定義FILE型（文件型）的指針變量 通過文件指針變量找到與它相關(guān)的文件 如果需要同時(shí)處理n個(gè)文件，一般需要說明n個(gè)指針變量使它們分別指

9、向n個(gè)不同的文件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的訪問我們只需要定義文件類型的指針 通過這個(gè)指針，程序與操作系統(tǒng)之間交流信息，使用文件,15,2.文件的操作,文件聲明 格式 說明 FILE是文件結(jié)構(gòu)的類型名，標(biāo)識(shí)結(jié)構(gòu)類型 文件型指針是指向文件結(jié)構(gòu)的指針 例如：FILE *p; /*p是一指向文件結(jié)構(gòu)的指針變量*/ 提示 語言中標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備文件是由系統(tǒng)控制的 它們由系統(tǒng)自動(dòng)打開和關(guān)閉 用戶在程序中可以直接使用，無需再進(jìn)行說明 語言中提供了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備文件的指針 stdin 標(biāo)準(zhǔn)輸入文件（鍵盤） stdout 標(biāo)準(zhǔn)輸出文件（顯示器） stderr 標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出文件（顯示器）,FILE * 文件型指針名;,16,2.文件

10、的操作,文件的操作過程 打開文件 建立用戶程序與文件的聯(lián)系 系統(tǒng)為文件開辟文件緩沖區(qū) 操作文件 對(duì)文件的讀、寫、追加和定位操作 讀操作：從文件中讀出數(shù)據(jù) 寫操作：向文件中寫入數(shù)據(jù) 其他操作 關(guān)閉文件 切斷文件與程序的聯(lián)系，將文件緩沖區(qū)的內(nèi)容寫入磁盤，并釋放文件緩沖區(qū),17,2.文件的操作,打開文件 操作系統(tǒng)分配一塊內(nèi)存區(qū)域 可以在這個(gè)區(qū)域上對(duì)文件進(jìn)行讀寫操作 將該文件的基本狀態(tài)信息裝入內(nèi)存的該區(qū)域 為了在后面對(duì)文件內(nèi)容讀寫是能夠找到這個(gè)內(nèi)存區(qū)域，需要將這個(gè)內(nèi)存區(qū)域的起始指針賦值給定義的FILE類型指針變量 通過庫函數(shù)fopen調(diào)用實(shí)現(xiàn) 目的 在程序與操作系統(tǒng)之間建立一種關(guān)聯(lián) 通過打開文件，程序

11、把所要操作文件的要求：如要打開的文件名、文件的操作方式（讀/寫）等通知操作系統(tǒng),18,2.文件的操作,打開文件 fopen函數(shù)的調(diào)用形式 說明 FILE是前面介紹的文件類型 fp是一個(gè)指向FILE類型的指針變量 指向被打開的文件 filename文件名 所要打開的文件名稱 mode文件使用方式 用具有特定含義的符號(hào)表示,FILE* fp; fp=fopen（char *filename，char *mode）,19,2.文件的操作,打開文件 fopen函數(shù)的功能 以mode方式打開由文件名filename指定的文件 該函數(shù)的返回值為指針類型 若文件打開成功 返回一個(gè)指向該文件的指針 若文件打開

12、失敗 返回一個(gè)空指針NULL,20,例：打開文件的正確方法是 #include“stdio.h” FILE *fp； fp=fopen（“stu.dat”，“w”）； /*以寫方式打開當(dāng)前目錄下的stu.dat文件 并將返回的指向stu.dat文件的文件指針 賦給文件類型指針變量fp*/ if（fp=NULL） printf（“cannot open filen” ）； exit（0）；,2.文件的操作,21,【例】以寫方式打開一個(gè)readme.txt文件。 #include “stdio.h” void main（） FILE *fp； fp=fopen（“readme.txt”，“w”）；

13、 if（fp=NULL） printf（“file not found!”）； fclose（fp）； else printf（“file opened ok!”）； ,可以在fopen打開文件時(shí) 檢查函數(shù)的返回值是否 為NULL以確定文件是否 真正打開，若文件打開 失敗，還使用讀寫函數(shù) 對(duì)文件進(jìn)行讀寫操作將 會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。,2.文件的操作,22,也可以寫成下面這種方式： #include “stdio.h” void main（） FILE *fp； fp=fopen（“readme.txt”，“w”）； if （fp=NULL） printf（“file not found!”）； exit

14、（0）； else printf（“file opened ok!”）； ,exit（0）也是一個(gè)庫 函數(shù)，定義在“stdio.h” 中，它起的作用是： （1）關(guān)閉所有文件； （2）程序正常退出； （3）返回操作系統(tǒng)； （4）將（0）返回操作 系統(tǒng)。 一般情況下：exit（0） 表示在程序設(shè)計(jì)者控制 的范圍內(nèi)正常退出； exit（!0）則表示程序 非正常退出。,2.文件的操作,23,2.文件的操作,文件的關(guān)閉 當(dāng)對(duì)文件操作結(jié)束后，程序要通知操作系統(tǒng)文件使用完畢 關(guān)閉該文件 意味著釋放文件指針以供別的程序使用 可以避免文件中數(shù)據(jù)的丟失 否則容易導(dǎo)致對(duì)文件的誤操作 尤其是剛對(duì)文件進(jìn)行寫操作，如不關(guān)

15、閉文件，可能會(huì)丟失剛剛寫入的數(shù)據(jù) 關(guān)閉文件采用 C庫函數(shù)fclose,24,2.文件的操作,文件的關(guān)閉 fclose函數(shù)的調(diào)用形式 說明 文件指針是通過fopen打開的文件 fclose函數(shù)關(guān)閉fopen打開的文件 fclose函數(shù)返回值 返回值為整型 正常關(guān)閉時(shí)返回為0，否則返回為非0數(shù)，表示關(guān)閉出錯(cuò) 函數(shù)的功能 關(guān)閉由文件指針指定的文件 切斷緩沖區(qū)與該文件的聯(lián)系 釋放文件指針,fclose (文件指針);,25,例：以讀方式打開一個(gè)文本文件readme.txt然后關(guān)閉該文件。 #include “stdio.h” void main（） FILE *fp； fp=fopen（“readme

16、.txt”，“r”）； if （fp=NULL） printf（“file not found!n”）； else printf（“file opened ok!n”）； fclose（fp）； printf（“file closed!n”）； ,2.文件的操作,26,文件的讀寫是整個(gè)文件操作的核心，也是最靈活多變的部分。,針對(duì)文本文件和二進(jìn)制文件的不同性質(zhì)進(jìn)行分類操作，對(duì)文本文件可按字符讀寫或按字符串讀寫；對(duì)二進(jìn)制文件可按成塊讀寫或格式化讀寫。各種C語言編譯系統(tǒng)都提供了豐富的文件讀寫函數(shù)，有一些庫函數(shù)事實(shí)上已成為標(biāo)準(zhǔn)。,讀寫字符 C提供fgetc和fputc函數(shù)對(duì)文本文件進(jìn)行字符的讀寫。,函

17、數(shù)定義格式： fgetc和fputc,fgetc函數(shù)從輸入流的當(dāng)前位置返回一個(gè)字 符，并將文件指針指示器移到下一個(gè)字符 處，如果已經(jīng)到文件尾部，函數(shù)返回EOF， 此時(shí)表示本次操作結(jié)束。fputc函數(shù)完成將 字符的值寫入所指定的流文件的當(dāng)前位置 處，并將文件指針后移一位。該函數(shù)的返 回值是所寫入字符的值，出錯(cuò)時(shí)返回EOF。,2.文件的操作,27,例：從鍵盤輸入字符存儲(chǔ)在磁盤文件test.txt中。 #include stdio.h main() FILE *fp; char c; fp = fopen(test.txt,w); /*以寫的方式打開文件*/ if(fp = NULL) printf(File doesnt existn); exit(0); while (c= fgetchar() != n); /*只要輸入字符為非空格符*/ fputc(c，fp); /* 寫入文件一個(gè)字符 *