2/6/20231第10章對文件的輸入輸出文件：存儲在外部介質(zhì)上數(shù)據(jù)的集合。操作系統(tǒng)是以文件為單位對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的。與主機(jī)相聯(lián)的輸入輸出設(shè)備都看作是一個文件。C語言把文件看作是一個字符（字節(jié)）的序列。分為：ASCII文件（文本文件）、二進(jìn)制文件。ASCII文件：每一個字節(jié)放一個ASCII代碼，代表一個字符。二進(jìn)制文件：把數(shù)據(jù)按其在內(nèi)存中的存儲形式輸出到磁盤上存放。0010011100010000001001110001000000110001001100000011000000110000001100002/6/20232第10章文件緩沖區(qū)文件系統(tǒng)：系統(tǒng)自動地在內(nèi)存區(qū)為每一個正在使用的文件開辟一個緩沖區(qū)。非緩沖區(qū)文件系統(tǒng)：系統(tǒng)不自動開辟確定大小的緩沖區(qū)，而由程序為每個文件設(shè)定緩沖區(qū)。磁盤輸出輸出輸入輸入程序數(shù)據(jù)區(qū)輸出文件緩沖區(qū)輸入文件緩沖區(qū)2/6/20233文件類型指針typedef

struct{shortlevel;//緩沖區(qū)“滿”或“空”的程度unsignedflags;//文件狀態(tài)標(biāo)志charfd;//文件描述符

unsignedcharhold;//如無緩沖區(qū)不讀取字符shortbsize;//緩沖區(qū)的大小unsignedchar*buffer;//數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的位置unsignedchar*curp;//指針，當(dāng)前的指向unsignedistemp;//臨時文件，指示器

shorttoken;//用于有效性檢查}FILE;levelflagsfdholdbsizebuffercurpistemptoken…………

文件打開函數(shù)fopen用來打開一個文件，其調(diào)用的一般形式為：文件指針名=fopen(文件名，使用文件方式)；其中：“文件指針名”必須是被說明為FILE類型的指針變量；“文件名”是被打開文件的文件名；文件名通常是文件變量或文件數(shù)組；“使用文件方式”是指文件的類型和操作要求。文件的使用方式共有12種，表10.1給出了文本文件的符號和意義。10.2文件的打開與關(guān)閉

由于文件的打開與關(guān)閉都是利用系統(tǒng)函數(shù)來實現(xiàn)的，因此，在編寫有關(guān)文件的程序時，應(yīng)該在其中包含“stdio.h”頭文件。

10.2.1文件的打開

2/6/20235文件的打開與關(guān)閉文件的打開（fopen

函數(shù)）FILE*fp;fp=fopen(文件名，使用文件方式)；例如：fp=fopen("a1","r");文件名：參數(shù)為字符指針類型，實參為帶路徑的字符串。使用文件方式：參見表10.1。

"r"、"w"、"a"、"r+"、"w+"、"a+""rb"、"wb"、"ab"、……說明："r"、"w"、"a"等打開文件的方式。打開文件的常規(guī)方式：if((fp=fopen("file1","r"))==NULL){printf("Cannotopenthisfile\n");exit(0);}文件中的回車換行符內(nèi)存中的換行符。程序運(yùn)行時，系統(tǒng)主動打開3個標(biāo)準(zhǔn)文件：stdin：終端輸入stdout：終端輸出stderr：標(biāo)準(zhǔn)出錯輸出文件使用方式代表的含義r打開一個已有的文本文件，只允許讀取數(shù)據(jù)w打開或建立一個文本文件，只允許寫入數(shù)據(jù)at打開一個已有的文本文件，并在文件末尾寫數(shù)據(jù)rt+打開一個已有的文本文件，允許讀和寫at+打開一個已有的文本文件，允許讀或在文件末追加數(shù)據(jù)wt+打開或建立一個文本文件，允許讀寫表10-1文本文件的符號及其含義

以上六種方式是針對“文本文件”類型

文件使用方式代表的含義rb打開一個已存在的二進(jìn)制文件，只允許讀數(shù)據(jù)

wb打開或建立一個二進(jìn)制文件，只允許寫數(shù)據(jù)

ab

打開一個二進(jìn)制文件，并在文件末尾追加數(shù)據(jù)

rb+打開一個二進(jìn)制文件，允許讀和寫

wb+打開或建立一個二進(jìn)制文件，允許讀和寫

ab+打開一個二進(jìn)制文件，允許讀或在文件末追加數(shù)據(jù)

表10-2二進(jìn)制文件的符號及其含義

可以看出，上面兩個表的作用基本上是相同的，唯一的區(qū)別是表10-2增加了一個表示二進(jìn)制的字符“b”。其中，文件使用方式由r、w、a、t、b和+六個字符組成，各字符的含義如表所示。

字母代表含義rread讀取數(shù)據(jù)wwrite寫入數(shù)據(jù)aapend追加數(shù)據(jù)ttext文本文件，可省略不寫bbinary二進(jìn)制文件+可讀可寫表10-3文件使用方式中的字符及其含義

1.程序中凡是用“r”打開一個文件時，表明該文件必須已經(jīng)存在，且只能從該文件讀出數(shù)據(jù)。

2．用“w”打開的文件也只能向該文件寫入數(shù)據(jù)。若打開的文件不存在，則按照指定的文件名建立該文件，若打開的文件已經(jīng)存在，則將該文件刪除，重建一個新文件。使用時要特別注意這一點(diǎn)。

3.如果要向一個已經(jīng)存在的文件后面追加新的信息，那只能用“a”方式打開文件。但此時該文件必須是存在的，否則將會出錯。

對上表做以下補(bǔ)充說明：4．在打開一個文件之前，應(yīng)該定義文件型指針，以便接收函數(shù)fopen返回的地址。如果出錯，fopen將返回一個空指針NULL。在程序中可以用這一信息來判別是否完成打開文件的工作，并做相應(yīng)的處理。例如：

if((fp=fopen(“file1”,”rb”))==NULL){

printf(“\nerroronopenfile1”);

getch();exit(1);}

該程序段表示：如果返回的指針為空，則不能打開當(dāng)前目錄下的文件“file1”，同時給出錯誤提示信息“erroronopenfile1”。程序中的getch()函數(shù)的功能是從鍵盤輸入一個字符，該字符不在屏幕上顯示。其實getch()在這里的作用是停留等待，只有當(dāng)用戶從鍵盤敲任意鍵時，程序才繼續(xù)執(zhí)行，我們可以利用這個等待時間來閱讀出錯提示，找到錯誤原因。當(dāng)敲任意鍵后，執(zhí)行語句“exit(1);”，從而退出程序。文件一旦使用完畢，應(yīng)使用關(guān)閉文件函數(shù)fclose把文件關(guān)閉，以避免文件數(shù)據(jù)丟失等情況的發(fā)生。

fclose函數(shù)調(diào)用的一般形式為：

fclose(FILE*fp)；其中，參數(shù)fp是文件型指針，通過fopen()函數(shù)已經(jīng)獲得，它指向某個打開的文件。例如：fclose(fp);

上述語句的含義是關(guān)閉fp所指向的文件，同時自動釋放分配給文件的內(nèi)存緩沖區(qū)。當(dāng)正常完成關(guān)閉文件的操作時，fclose函數(shù)的返回值為0，表示已正確關(guān)閉指定的文件；如返回非0值則表示有錯誤發(fā)生。

10.2.2文件的關(guān)閉

【例10.2】文件的打開與關(guān)閉應(yīng)用舉例。

#include<stdio.h> voidmain() { FILE*fp;/*定義一個文件指針*/

if((fp=fopen("C:\\STUDENT\\ch01_01\\ch01_01.c","rb"))==NULL) {

printf("filecannotopen!\n"); exit(1); } else

printf("Thefilesucceedopen!\n");

fclose(fp); }

說明：在書寫時，要嚴(yán)格按照格式書寫，例如：將路徑寫成“C:\STUDENT\ch01_01\ch01_01.c”是不正確的，這一點(diǎn)要特別注意。路徑寫成“C:\\STUDENT\\ch01_01\\ch01_01.c”才是正確的，這里的“\\”的含義是：第一個“\”代表轉(zhuǎn)義字符，第二個“\”才是字符本身。

讀字符函數(shù)——fgetc函數(shù)

寫字符函數(shù)——fputc函數(shù)

10.3文件的讀寫

文件的讀寫操作由文件讀寫函數(shù)完成，常用的讀寫函數(shù)有fputc、fgetc、fread、fwrite、fputs、fgets、fprintf、fscanf、putw、getw等。

10.3.1字符讀寫函數(shù)

fgetc函數(shù)用來從指定的文件讀入一個字符，該文件必須是讀或?qū)懛绞酱蜷_的。fgetc函數(shù)的調(diào)用格式如下：

ch=fgetc(fp);

其中fp為文件類型指針，ch為字符變量。fgetc函數(shù)返回的字符賦給字符變量ch。如果在執(zhí)行fgetc函數(shù)讀字符時遇到文件結(jié)束符，則該函數(shù)返回一個結(jié)束標(biāo)志EOF(-1)。如果想從磁盤文件順序讀入字符并在屏幕上顯示出來，可以用以下的程序段：

ch=fgetc(fp);

while(ch!=EOF){

putchar(ch);

ch=fgetc(fp);}讀字符函數(shù)——fgetc函數(shù)

fputc函數(shù)用來將一個字符寫入指定的文件中，該函數(shù)的調(diào)用格式為：

fputc(ch,fp);

其中ch可以是一個字符常量，也可以是一個字符變量。fp是文件指針變量。該函數(shù)的作用是將字符(ch的值)輸出到fp所指定的文件中去。fputc函數(shù)也帶回一個值，如果輸出成功，則返回值就是輸出的字符，如果輸出失敗，則返回EOF(-1)。寫字符函數(shù)——fputc函數(shù)#include<stdlib.h>#include<stdio.h>intmain(){FILE*fp;charch,filename[10];

printf("請輸入所用的文件名：");

scanf("%s",filename);

if((fp=fopen(filename,"w"))==NULL)//打開輸出文件并使fp指向此文件

{

printf("無法打開此文件\n");//如果打開時出錯，就輸出"打不開"的信息

exit(0);//終止程序*/}

ch=getchar();//此語句用來接收在執(zhí)行scanf語句時最后輸入的回車符

printf("請輸入一個準(zhǔn)備存儲到磁盤的字符串(以#結(jié)束)：");

ch=getchar();//接收從鍵盤輸入的第一個字符

while(ch!='#')//當(dāng)輸入'#'時結(jié)束循環(huán)

{

fputc(ch,fp);//向磁盤文件輸出一個字符

putchar(ch);//將輸出的字符顯示在屏幕上

ch=getchar();//再接收從鍵盤輸入的一個字符

}

fclose(fp);//關(guān)閉文件

putchar(10);//向屏幕輸出一個換行符，換行符的ASCII代碼為10return0;}例10-1例10-2#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intmain(){FILE*in,*out;charch,infile[10],outfile[10];//定義兩個字符數(shù)組，分別存放兩個文件名

printf("輸入讀入文件的名字:");

scanf("%s",infile);//輸入一個輸入文件的名字

printf("輸入輸出文件的名字:");

scanf("%s",outfile);//輸入一個輸出文件的名字

if((in=fopen(infile,"r"))==NULL)//打開輸入文件

{printf("無法打開此文件\n");exit(0);}

if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL)//打開輸出文件

{printf("無法打開此文件\n");exit(0);}

while(!feof(in))//如果未遇到輸入文件的結(jié)束標(biāo)志

{ch=fgetc(in);//從輸入文件讀入一個字符，暫放在變量ch中

fputc(ch,out);//將ch寫到輸出文件中

putchar(ch);//將ch顯示在屏幕上

}putchar(10);//顯示完全部字符后換行

fclose(in);//關(guān)閉輸入文件

fclose(out);//關(guān)閉輸出文件

return0;}10.3.3字符串讀寫函數(shù)

寫字符串函數(shù)——fputs

讀字符串函數(shù)——fgets

字符串讀寫函數(shù)處理的文件類型主要是文本文件，分為讀字符串函數(shù)和寫字符串函數(shù)。

寫字符串函數(shù)——fputs

fputs函數(shù)的功能是向指定的文件寫入一個字符串，其調(diào)用形式為：

fputs(字符串,文件指針);

字符串可以是字符串常量，也可以是字符數(shù)組名或指針變量，例如：

fputs("Human",fp);

上述語句的含義是把字符串“Human”寫入fp所指的文件之中。

讀字符串函數(shù)——fgets

fgets函數(shù)的功能是從指定的文件中讀一個字符串到字符數(shù)組中，其調(diào)用形式為：

fgets(str,n,fp);

函數(shù)中的參數(shù)str是字符數(shù)組名；n是一個正整數(shù)，表示從文件中讀出的字符串不超過n-1個字符。在向字符數(shù)組讀入的最后一個字符后加上字符串結(jié)束標(biāo)志'\0'。如果在讀n-1個字符之前遇到換行符或EOF，讀入工作結(jié)束。例如：

fgets(ch,50,fp);

上述語句的含義是從fp所指的文件中讀出49個字符送入字符數(shù)組ch中。示例10_3、10_3_210.3.4格式化讀寫函數(shù)

文件的格式化讀寫函數(shù)和以前學(xué)習(xí)的格式化輸入/輸出函數(shù)很類似，對于格式化輸入/輸出函數(shù)，只能和標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出設(shè)備文件打交道；而有了格式化的讀寫函數(shù)之后，不但可以處理標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的輸入/輸出,而且可以處理磁盤文件中的數(shù)據(jù)。

格式化寫函數(shù)fprintf

格式化讀函數(shù)fscanf

格式化寫函數(shù)fprintf

格式化寫函數(shù)fprintf的調(diào)用格式為：

fprintf(文件指針,格式字符串,輸出列表);例如：

fprintf(fp,"%d%c",j,ch);

上述語句的作用是將整型變量j和字符型變量ch的值按%d和%c的格式輸出到fp所指的文件上。

格式化讀函數(shù)fscanf

格式化讀函數(shù)fscanf的調(diào)用格式為：

fscanf(文件指針,格式字符串,輸入列表);例如：

fscanf(fp,"%d%s",&i,str);若此時fp所指的文件中存放著以下的數(shù)據(jù)：

6happynewyear

上述語句的作用是將6賦給整型變量i，將“happynewyear”賦給字符型數(shù)組str。

10.3.2數(shù)據(jù)讀寫函數(shù)

寫數(shù)據(jù)函數(shù)——fwrite函數(shù)

讀數(shù)據(jù)函數(shù)——fread函數(shù)

寫數(shù)據(jù)函數(shù)——fwrite函數(shù)

寫數(shù)據(jù)塊函數(shù)調(diào)用的一般形式為：

fwrite(buffer,size,n,fp);

其中各個參數(shù)的含義及說明如表10.4所示。

參數(shù)含義說明

buffer是一個字符型指針，它表示存放輸出數(shù)據(jù)的變量地址或數(shù)組首地址。size是一個無符號整型，表示數(shù)據(jù)塊的字節(jié)數(shù)n無符號整型，表示要讀寫的數(shù)據(jù)塊塊數(shù)每個數(shù)據(jù)是size個字節(jié)

fp表示文件指針表10-4fwrite函數(shù)中各個參數(shù)的含義及說明讀數(shù)據(jù)函數(shù)——fread函數(shù)讀數(shù)據(jù)塊函數(shù)調(diào)用的一般形式為：

fread(buffer,size,n,fp);

其中的buffer是一個字符型指針，表示存放讀入數(shù)據(jù)的變量地址或數(shù)組首地址。size、n、fp的含義見上表。例如：

fread(a,4,8,fp);

上述語句的含義是從fp所指的文件中，每次讀4個字節(jié)，也就是把一個實數(shù)送入實數(shù)數(shù)組a中，連續(xù)讀8次，即讀入8個實數(shù)并送到數(shù)組a中。示例10_4_1、10_4_2、10_4_310.3.5其他讀寫函數(shù)

除了上面介紹的讀寫函數(shù)外，大部分的C語言編譯系統(tǒng)還提供了對磁盤文件讀寫一個字(整數(shù))的函數(shù)——putw和getw。

但putw和getw并不是ANSIC標(biāo)準(zhǔn)定義的函數(shù)，所以如果所用的C語言編譯系統(tǒng)不提供這兩個函數(shù)，可以按如下的形式自定義這兩個函數(shù)。

putw函數(shù)的定義

getw函數(shù)的定義putw函數(shù)的定義putw(inti,FILE*fp){ char*s; s=&i; putc(s[0],fp); puts(s[1],fp); return(i);}getw函數(shù)的定義

getw(FILE*fp){ char*s;

inti; s=&i; s[0]=getc(fp); s[1]=getc(fp); return(i);}例如：putw(200,fp);上述語句的功能是將整數(shù)200輸出到fp所指向的文件中。10.4文件的定位

前面介紹的對文件的讀寫方式都是順序讀寫，也就是讀寫文件只能從頭開始，順序讀寫各個數(shù)據(jù)。但在實際問題中常常要求只讀寫文件中某一指定的部分。為了解決這個問題，C語言引入了隨機(jī)讀寫的概念。所謂“隨機(jī)讀寫”是將文件內(nèi)部的位置指針移動到需要讀寫的位置后再進(jìn)行讀寫，這種讀寫稱為隨機(jī)讀寫。實現(xiàn)隨機(jī)讀寫的關(guān)鍵是按要求移動位置指針，這稱為文件的“定位”。移動文件內(nèi)部位置指針的函數(shù)主要有兩個，即rewind函數(shù)和fseek函數(shù)。10.4.1文件頭定位函數(shù)

當(dāng)讀取了文件中若干個數(shù)據(jù)后，又要從頭讀取數(shù)據(jù)，這時就需要將文件內(nèi)部指針重新指向文件頭，C語言提供的文件頭定位函數(shù)rewind就可以將文件指針重新指定到文件頭。該函數(shù)的調(diào)用格式為：

rewind(文件指針);

其功能是把文件內(nèi)部的位置指針移到文件開頭，如果定位成功，返回0；否則，返回非0。10.4.2文件隨機(jī)定位函數(shù)

前面學(xué)習(xí)的文件讀寫函數(shù)主要是用來讀寫順序文件的。例如：如果要讀取文件中的第6個數(shù)據(jù)，則打開文件后必須先讀取前5個數(shù)據(jù)后，在讀取1個數(shù)據(jù)才是所需要的數(shù)據(jù)。而文件隨機(jī)定位函數(shù)可以使文件內(nèi)部位置指針直接指向第6個數(shù)據(jù)，在讀取當(dāng)前一個數(shù)據(jù)就可以。

fseek函數(shù)用來移動文件內(nèi)部位置指針，其調(diào)用形式為：

fseek(文件指針,位移量,起始點(diǎn));

“文件指針”指向被移動的文件?！拔灰屏俊北硎疽苿拥淖止?jié)數(shù)，要求位移量是long型數(shù)據(jù)，以便在文件長度大于64KB時不會出錯。當(dāng)用常量表示位移量時，要求加后綴“L”。

“起始點(diǎn)”表示從何處開始計算位移量，C語言規(guī)定的起始點(diǎn)有三種：文件首、當(dāng)前位置和文件尾，表示方法可以用下表來說明。

起始點(diǎn)表示符號數(shù)字表示文件首SEEK_SET0當(dāng)前位置SEEK_CUR1文件末尾SEEK_END2表10-5起始點(diǎn)的表示方法

例如：

fseek(fp,200L,0);

上述語句的功能是把位置指針移到距文件首200個字節(jié)處。

10.4.3流式文件的定位函數(shù)

用ftell()函數(shù)可以返回文件指針的當(dāng)前位置。其調(diào)用格式為：

ftell(fp);

該函數(shù)的返回值為長整型數(shù)，表示相對于文件頭的字節(jié)數(shù)，出錯時返回-1L。例如：

longi;if((i=ftell(fp))==-1L)

printf("Afileerrorhasoccurredat%ld.\n",i);上述程序段可以通知用戶出現(xiàn)了文件錯誤。

示例10_5、10_610.4.4判斷文件結(jié)束函數(shù)feof

程序從一個磁盤文件中逐個讀取字符并輸出到屏幕上顯示，在while循環(huán)中常以EOF作為文件結(jié)束標(biāo)志。這種以EOF作為文件結(jié)束標(biāo)志的文件，必須是文本文件。在文本文件中數(shù)據(jù)都是以字符的ASCII代碼值的形式存放。我們知道，ASCII代碼值的范圍是0~255，不可能出現(xiàn)-1，因此可以用EOF作為文件結(jié)束標(biāo)志。當(dāng)把數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存放到文件中時，就