第6章文件 《程序设计基础一C语言》龙昭华主编 §6.1文件概述 §6.2文件类型指针 §6.3文件操作的相关函数 §6.4应用举例 38R,B/啣术88888888 38853: 坛htp/www.elecfans.com电子发 1/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 第6章 文 件 §6.1 文件概述 §6.2 文件类型指针 §6.3 文件操作的相关函数 §6.4 应用举例 1 / 31 《程序设计基础－Ｃ语言》 龙昭华主编
§6.1文件概述 (第6章文件) 、C文件的概念 所谓的“文件”(file)一般指:存储在外部介质上的相关数据的集合。存 文件的外部介质有磁带、磁盘、光盘等外部存储器。数据包括:数字、文字 图形、图象、声音、视频等。在本章所讲的文件是由数字和文字组成的数据文 件 以前各章中所用到的输入输出,都是以屏幕等(标准输出文件指针: stdout) 为输出设备,以键盘(标准输入文件指针: stdin)为输入设备。而程序运行有时 需要把数据存放到磁盘中,这就要用到磁盘文件。 C语言把文件看作是一个字符(字节)的序列,即由一个一个的字符或字节的 数据顺序组成。换句话说,C语言是把每一个文件都看作是一个有序的字节流。 01234 ●●●。 n-2n-1结束标志 流是文件和程序之间的通道。一个C程序可以创建文件和对文件内容进行更 新、修改,在程序中所需的数据也可以从另一个文件中获得 对文件的操作一般通过三个步骤完成:打开文件、读或写文件、关闭文件 坛htp/www.elecfans.com电子发 2/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 §6.1 文件概述 （第6章 文 件） 2 / 31 所谓的“文件”（file）一般指：存储在外部介质上的相关数据的集合。存放 文件的外部介质有磁带、磁盘、光盘等外部存储器。数据包括：数字、文字、 图形、图象、声音、视频等。在本章所讲的文件是由数字和文字组成的数据文 件。 以前各章中所用到的输入输出，都是以屏幕等(标准输出文件指针：stdout) 为输出设备，以键盘(标准输入文件指针：stdin)为输入设备。而程序运行有时 需要把数据存放到磁盘中，这就要用到磁盘文件。 C语言把文件看作是一个字符(字节)的序列，即由一个一个的字符或字节的 数据顺序组成。换句话说，C语言是把每一个文件都看作是一个有序的字节流。 一、C文件的概念 0 1 2 3 4 ……… n-2 n-1 结束标志 流是文件和程序之间的通道。一个C程序可以创建文件和对文件内容进行更 新、修改，在程序中所需的数据也可以从另一个文件中获得。 对文件的操作一般通过三个步骤完成：打开文件、读或写文件、关闭文件
§6.1文件概述 (第6章文件) 二、文件系统 在C语言中,根据操作系统对文件的处理方式的不同,把文件系统分为缓冲 文件系统和非缓冲文件系统。 ANSI C标准采用缓冲文件系统。 缓冲文件系统(又称标准I/0是指操作系统在内存中为每一个正在使用的文 件开辟一个读写缓冲区。从内存向磁盘输出数据时,必须先送到内存缓冲区, 装满缓冲区后才一起送到磁盘去。如果从向内存读入数据,则一次从磁盘文件 将一批数据输入到内存缓冲区,然后再从内存缓冲区逐个地将数据送到程序数 据区(变量) 内存 输入输入缓冲区 输入(读) 外存 程序数据区 文件 输出输出缓冲区 输出(写) 坛htp/www.elecfans.com电子发 3/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 二、文件系统 3 / 31 在C语言中，根据操作系统对文件的处理方式的不同，把文件系统分为缓冲 文件系统和非缓冲文件系统。ANSI C标准采用缓冲文件系统。 缓冲文件系统(又称标准I/O)是指操作系统在内存中为每一个正在使用的文 件开辟一个读写缓冲区。从内存向磁盘输出数据时，必须先送到内存缓冲区， 装满缓冲区后才一起送到磁盘去。如果从向内存读入数据，则一次从磁盘文件 将一批数据输入到内存缓冲区，然后再从内存缓冲区逐个地将数据送到程序数 据区(变量)。 （第6章 文 件） 文件 外存 程序数据区 输入缓冲区 输出缓冲区 输入 输出 输出(写) 输入(读) 内 存 §6.1 文件概述
§6.1文件概述 (第6章文件) 缓冲文件系统解决了高速CPU与低速外存之间的矛盾,使用它延长了外存的 使用寿命,也提高了系统的整体效率。 非缓冲文件系统(又称系统I/0)是指系统不自动开辟确定大小的内存缓冲区, 而由程序自己为每个文件设定缓冲区。 标准I/O与系统Ⅰ/0分别采用不同的输入输出函数对文件进行操作。由于ANSI C只采用缓冲文件系统,因此本章所讲的函数也只是处理标准I/0的函数 三、文件分类 1、从用户角度分类 从用户的角度文件分为标准设备文件和普通磁盘文件 (1)标准设备文件:是指与主机相连的各种外部设备,如显示器、打印机、键 盘等。在操作系统中,把外部设备也看作是一个文件来进行管理,把它们的输 入、输出等同于对磁盘文件的读和写 标准输入文件指针: stdin。如果指定从 stdin输入数据,就是键盘输入。 标准输出文件指针: stdout。如果指定 stdout输出数据,就是屏幕等输出 标准错误输出文件指针: stderr。标准错误输出也是从屏幕终端输出 (2)普通磁盘文件:本章所讲的文件主要针对磁盘文件 3鼬;es粤术詮εε8888脂 坛htp/www.elecfans.com电子发 4/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 三、文件分类 4 / 31 （第6章 文 件） 缓冲文件系统解决了高速CPU与低速外存之间的矛盾，使用它延长了外存的 使用寿命,也提高了系统的整体效率。 非缓冲文件系统(又称系统I/O)是指系统不自动开辟确定大小的内存缓冲区, 而由程序自己为每个文件设定缓冲区。 标准I/O与系统I/O分别采用不同的输入输出函数对文件进行操作。由于ANSI C只采用缓冲文件系统，因此本章所讲的函数也只是处理标准I/O的函数。 1、从用户角度分类 从用户的角度文件分为标准设备文件和普通磁盘文件。 ⑴标准设备文件：是指与主机相连的各种外部设备，如显示器、打印机、键 盘等。在操作系统中，把外部设备也看作是一个文件来进行管理，把它们的输 入、输出等同于对磁盘文件的读和写。 标准输入文件指针：stdin。如果指定从stdin输入数据，就是键盘输入。 标准输出文件指针：stdout。如果指定stdout输出数据，就是屏幕等输出。 标准错误输出文件指针：stderr。标准错误输出也是从屏幕终端输出。 ⑵普通磁盘文件：本章所讲的文件主要针对磁盘文件。 §6.1 文件概述
§6.1文件概述 (第6章文件) 2、按文件的编码方式分类 从文件的编码方式看,C文件分为ASCI文件和二进制文件 (1) ASCII文件(也称文本文件): ASCII文件在磁盘中存放时,每个字符对应 字节,用于存放对应的ASCⅠ码。如:整型十进制数12345,按 ASCII文件存放 则需要占用5个字节。可在屏幕上显示,但占用空间较大,读写操作要转换。 (2)二进制文件:是对不同的数据类型,按其实际占用内存字节数存放。即内 存的存储形式,原样输出到磁盘上存放。如:整型十进制数12345,按二进制文 件存放只需要2个字节。屏幕显示为乱码,但占用空间小,读写操作效率高。 ASCI文件形式 内存存储形式转换|0010010100101001010010001010 1(49)2(50)3(51)4(52)5(53) 0011000000111001 整数:12345直接00101001 二进制文件形式 坛htp/www.elecfans.com电子发 5/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 2、按文件的编码方式分类 5 / 31 （第6章 文 件） 从文件的编码方式看，C文件分为ASCII文件和二进制文件。 ⑴ASCII文件(也称文本文件)：ASCII文件在磁盘中存放时，每个字符对应一 个字节，用于存放对应的ASCII码。如：整型十进制数12345，按ASCII文件存放 则需要占用5个字节。可在屏幕上显示，但占用空间较大，读写操作要转换。 ⑵二进制文件：是对不同的数据类型，按其实际占用内存字节数存放。即内 存的存储形式，原样输出到磁盘上存放。如：整型十进制数12345，按二进制文 件存放只需要2个字节。屏幕显示为乱码，但占用空间小，读写操作效率高。 00110000 00111001 00110000 00111001 00110001 00110010 00110011 00110100 00110101 ASCII文件形式 二进制文件形式 内存存储形式 整数：12345 1(49) 2(50) 3(51) 4(52) 5(53) 转换 直接 §6.1 文件概述
§6.2文件类型指针 (第6章文件) 、文件指针 要调用磁盘上的一个文件时,必须知道与该文件有关的信息。比如文件名、 文件的当前读写位置、文件缓冲区大小与位置、文件的操作方式等。这些信息 被C语言系统保存在一个称作FILE的结构体中,它在 stdio.h头文件中定义内。 FILE结构体的内容为(在使用文件操作时,一般不用关心FILE内部成员信息): typedef struct I int level /*缓冲区“满”或“空”的程度*/ unsigned flags /米文件状态标志 char fd /*文件描述符* unsigned char hold: /*如无缓冲区不读取字符* int bsize: /*缓冲区大小*/ unsigned char* buffer;/米数据缓冲区位置* unsigned char *curp /*文件定位指针* unsigned 1 stemp /*临时文件指示器*/ short token /*用于有效性检查*/ FFILE 坛htp/www.elecfans.com电子发 6/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 一、文件指针 6 / 31 要调用磁盘上的一个文件时，必须知道与该文件有关的信息。比如文件名、 文件的当前读写位置、文件缓冲区大小与位置、文件的操作方式等。这些信息 被C语言系统保存在一个称作FILE的结构体中，它在stdio.h头文件中定义内。 FILE结构体的内容为(在使用文件操作时，一般不用关心FILE内部成员信息)： typedef struct { int level; /*缓冲区“满”或“空”的程度*/ unsigned flags; /*文件状态标志*/ char fd; /*文件描述符*/ unsigned char hold; /*如无缓冲区不读取字符*/ int bsize; /*缓冲区大小*/ unsigned char *buffer; /*数据缓冲区位置*/ unsigned char *curp; /*文件定位指针*/ unsigned istemp; /*临时文件指示器*/ short token; /*用于有效性检查*/ }FILE; （第6章 文 件） §6.2 文件类型指针
§6.2文件类型指针 (第6章文件) 文件指针(续) 有了结构体FILE类型后,可以用它来定义若干个FILE类型的变量,以便存放 若干个文件的信息。如:FIEf[5];定义了一个结构体数组f,它有5个元素 可以用来存放5个文件的信息。 对于每一个要操作的文件,都必须定乂一个指针变量,并使它指向该文件结 构体变量,这个指针称为文件指针。通过文件指针找到被操作文件的描述信息, 就可对它所指的文件进行各种操作。定义文件指针的一般形式为: FILE*指针变量标识符 如:FIE*fp;表示fp是一个指向FILE类型结构体的指针变量。可以使f指 向某一个文件的结构体变量,从而通过该结构体变量中的文件信息能够访问该 文件。 如果有n个文件,一般应定义n个FILE类型的指针变量,使它们分别指向n个 文件所对应的结构体变量。 如:FILE*fp1,*fp2,*fp2,*fp4;可以处理4个文件 注意:FIE是用 typedef声明的文件信息结构体的别名,由C系统定义,用 户只能使用,不能修改,并且FILE必须大写 坛htp/www.elecfans.com电子发 7/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 文件指针(续)： 7 / 31 有了结构体FILE类型后，可以用它来定义若干个FILE类型的变量，以便存放 若干个文件的信息。如：FILE f[5]; 定义了一个结构体数组f，它有5个元素 可以用来存放5个文件的信息。 对于每一个要操作的文件，都必须定义一个指针变量，并使它指向该文件结 构体变量，这个指针称为文件指针。通过文件指针找到被操作文件的描述信息， 就可对它所指的文件进行各种操作。定义文件指针的一般形式为： FILE * 指针变量标识符; 如：FILE *fp; 表示fp是一个指向FILE类型结构体的指针变量。可以使fp指 向某一个文件的结构体变量，从而通过该结构体变量中的文件信息能够访问该 文件。 如果有n个文件，一般应定义n个FILE类型的指针变量，使它们分别指向n个 文件所对应的结构体变量。 如：FILE *fp1 , *fp2 , *fp2 , *fp4; 可以处理4个文件。 注意：FILE是用typedef声明的文件信息结构体的别名，由C系统定义，用 户只能使用，不能修改，并且FILE必须大写。 （第6章 文 件） §6.2 文件类型指针
§6.3文件操作的相关函数 (第6章文件) 对文件的操作一般步骤包括:打开文件、读或写文件、关闭文件。在C语言 中,文件操作都是由库函数来完成的。这些库函数包含在 stdio.h头文件中。 、文件的打开与关闭 所谓打开文件,实际上是建立文件的各种有关信息,并使文件指针指向该文 件,以便进行其它各种操作。关闭文件则是断开指针与文件之间的联系,也就 禁止再对该文件进行操作, 1、文件的打开( fopen函数 ANSIC规定了标准输入输岀函数库,用 fopen(函数来实现打开文件。 fopen 函数的原型为:FILE* fopen(char*fi1 ename,char*mode 其中参数 filename表示一个文件名,是用双引号括起来的字符串,这个字符串 可以是一个合法的带有路径的文件名。参数mode表示对文件的操作模式,mode 的值仍需要用双引号括起来,mode的取值及其含义详见教P×××的表6.1。 如:FIEL*fpl;fpl- fopen(test.c”,”"r3);表示是在当前目录下打开文件 test.C,只允许进行“读”操作,并使fp指向该文件 再如:FIEL*fp2;fp2= fopen(c:\ tt\test.exe”,”rb”);表示打开C盘下 tt目录中的test.exe文件,是二进制文件,只允许按二进制方式进行读操作。 3鼬;es粤术詮εε8888脂 坛htp/www.elecfans.com电子发 8/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 （第6章 文 件） 8 / 31 对文件的操作一般步骤包括：打开文件、读或写文件、关闭文件。在Ｃ语言 中，文件操作都是由库函数来完成的。这些库函数包含在stdio.h头文件中。 一、文件的打开与关闭 所谓打开文件，实际上是建立文件的各种有关信息，并使文件指针指向该文 件，以便进行其它各种操作。关闭文件则是断开指针与文件之间的联系，也就 禁止再对该文件进行操作。 1、文件的打开(fopen函数) ANSIC规定了标准输入输出函数库，用fopen()函数来实现打开文件。fopen 函数的原型为： FILE *fopen(char *filename,char *mode) 其中参数filename表示一个文件名，是用双引号括起来的字符串，这个字符串 可以是一个合法的带有路径的文件名。参数mode表示对文件的操作模式，mode 的值仍需要用双引号括起来，mode的取值及其含义详见教材P×××的表6.1。 如：FIEL *fp1; fp1=fopen(“test.c” , ”r”); 表示是在当前目录下打开文件 test.c，只允许进行“读”操作，并使fp指向该文件。 再如：FIEL *fp2; fp2=fopen(“c:\\tt\\test.exe” , ”rb”); 表示打开C盘下 tt目录中的test.exe文件，是二进制文件，只允许按二进制方式进行读操作。 §6.3 文件操作的相关函数
§6.3文件操作的相关函数 (第6章文件) 文件使用方式及其意义 ASCII 只读 r 打开一个已经存在的文本文件 文件只写 建立并打开一个文本文件 操作 追加 a 打开或建立一个文本文件,在末尾写入 二进制匚只读打开一个已经存在的三进制文件 文件|只写 b建立并打开一个二进制文件 操作 追加 ab打开或建立一个二进制文件,在末尾写入 ASCII 读写r+打开一个已经存在的文本文件 文件读写w+建立并打开一个文本文件 操作读写a打开或建立一个文本文件,在末尾写入 二进制 读写tb+打开一个已经存在的二进制文件 文件读写wb+建立并打开一个三进制文件 操作读写十ab+打开或建立一个三进制文件,在末尾写入 3ε/咔印sq嘟术診888εεε8量量 坛htp/www.elecfans.com电子发 9/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 文件使用方式及其意义 9 / 31 （第6章 文 件） ASCII 文件 操作 ASCII 文件 操作 二进制 文件 操作 二进制 文件 操作 只读 只读 只写 追加 只写 追加 读写 读写 读写 读写 读写 读写 r w a r+ w+ a+ rb wb ab rb+ wb+ ab+ 打开一个已经存在的文本文件 打开一个已经存在的二进制文件 建立并打开一个文本文件 打开或建立一个文本文件，在末尾写入 建立并打开一个二进制文件 打开或建立一个二进制文件，在末尾写入 打开一个已经存在的文本文件 打开一个已经存在的二进制文件 建立并打开一个文本文件 打开或建立一个文本文件，在末尾写入 建立并打开一个二进制文件 打开或建立一个二进制文件，在末尾写入 §6.3 文件操作的相关函数
§6.3文件操作的相关函数 (第6章文件) 2、文件的关闭 fclose函数) colse函数的原型为: int fclose(FIle*fp) 功能:使文件指针变量与文件“脱钩”,释放文件结构体和文件指针。 返回值:关闭成功时返回0。否则(如磁# include 盘空间不足、写保护或关闭已经关闭的文 mainO 件)返回EOF,即-1。 R FILE fp; 特别注意,文件使用完后,一定要关闭fp= -fopen(“ 'test. txt?,w”); 文件,否则可能丢失数据。因为在关闭之if(fp=NULL) 前,首先将缓冲区的数据输出到磁盘文件{ printf("file open error!in”); 中,然后再释放文件指针变量。 exit(0);/终止程序 程序中的exit函数原型为: void exit(int status) else 功能:终止程序。它将 status的值发送给{ printf(file open OK!m); D0S环境变量。它在 stdlib.h中声明。 fclose(tp); 坛htp/www.elecfans.com电子发 10/31
http://bbs.elecfans.com 电子技术论 坛 http://www.elecfans.com 电子发 烧友 2、文件的关闭(fclose函数) 10 / 31 fcolse函数的原型为： int fclose(FILE *fp) 功能：使文件指针变量与文件“脱钩”，释放文件结构体和文件指针。 （第6章 文 件） #include main() { FILE * fp; fp=fopen(“test.txt”,”w”); if (fp==NULL) { printf(“file open error! \n”); exit(0); /*终止程序*/ } else { printf(“file open OK! \n); fclose(fp); } } 返回值：关闭成功时返回0。否则(如磁 盘空间不足、写保护或关闭已经关闭的文 件)返回EOF，即-1。 特别注意，文件使用完后，一定要关闭 文件，否则可能丢失数据。因为在关闭之 前，首先将缓冲区的数据输出到磁盘文件 中，然后再释放文件指针变量。 程序中的exit函数原型为： void exit(int status) 功能：终止程序。它将status的值发送给 DOS环境变量。它在stdlib.h中声明。 §6.3 文件操作的相关函数