C语言程序设计2文件与IO函数

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1、第13章 文件与I/O函数C语言本身不提供输入输出语句。它的输入输出由执行编译系统提供的I/O函数实现。过程如下：首先用户编写好的源程序经编译后形成目标文件，再把此目标文件与与标准函数库中的I/O函数连接形成可执行文件。采用此种输入输出功能与语言本身分离的方法，它的益处是增加了程序的可移植性。C语言中的文件具有广泛的含义：把所有外部设备(包括磁盘、显示器、键盘及打印机)都作为文件。因此，在C语言中，I/O处理就是文件处理。13.1 文件的基本概念13.2 文件的打开与关闭函数13.3 文件的一般读写13.4 文件定位与随机读写13.5 文件检测函数退出13.1 文件的基本概念13.1.1 13

2、.1.1 磁盘文件磁盘文件通常的“文件”概念是指一组相关数据的有序集合。例如，程序文件是程序代码的集合，数据文件是数据的集合。每个文件都 有一个名称，叫做文件名。文件通常是存储在外部介质(如磁盘等)上，这种文件就叫做“ 磁盘文件”。磁盘文件的处理过程就是对文件的输入输出过程，也叫做“ 读写”。所谓“读文件”就是把磁盘上文件的内容传输到内存的操作 ，“写文件”就是把内存中的信息传输到磁盘上文件中的操作。13.1.2 13.1.2 设备文件设备文件设备文件是指与主机相联的各种外部设备(如显示器、打印机 、键盘等)，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。

3、例如，把打印机作为 PRN文件，则向打印机发送信息就等同于向PRN文件输入信息。 这种外部设备与文件的统一，为程序设计提供了方便。13.1.3 13.1.3 标准设备文件标准设备文件在表示外部设备的文件中，有三个特殊的、由系统分配和控 制的文件，称为“标准设备文件”。它们是：lstdin：标准输入文件，通常为键盘；lstdout：标准输出文件，通常为显示器；lstderr：标准错误输出文件，通常为显示器；13.1.4 13.1.4 两种文件两种文件I/OI/O系统系统根据I/O操作方式的不同，可以把它分为以下两种：l缓冲文件系统，也叫做格式化系统、正文系统或高级系统。它借助文件控制对文件进行I

4、/O处理；l非缓冲文件系统，也叫做非格式化系统、二进制系统或低级系统。它借助操作系统对文件进行I/O处理；本书主要讨论缓冲文件系统。13.1.5 13.1.5 文件控制结构文件控制结构在缓冲系统中，文件处理主要使用文件控制结构。FILE是文件控制结构的类型名，它由系统在stdio.h中定义。文件控制结构主要包括的信息为：文件名、文件当前的读写位置(文件位置指针)、文件当前位置到文件末尾之间的数据个数、用于该文件读写的内存缓冲区位置、出错标记、该文件为第几个打开的文件等。文件处理的过程通常为：打开文件读写操作关闭文件。打开文件时，由系统在内存中自动建立该文件的控制结构。关闭文件时，文件控制被释放

5、。13.1.6 13.1.6 文件型指针文件型指针在语言中用一个指针变量指向一个文件， 这个指针称为文 件指针。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。定义 说明文件指针的一般形式为：FILE *FILE *指针变量标识符指针变量标识符; ; 例如：例如：FILE *FILE *fpfp; ;FILE *fp1,fp2; FILE *fp1,fp2;文件指针指向文件控制结构的地址，它是在打开文件时由打 开函数fopne()提供的。通过文件指针，可找存放某个文件信息的 结构变量，然后按结构变量提供的信息找到该文件，实施对文件 的操作。13.2 文件的打开与关闭函数13.2.1 13.2.1

6、打开文件打开文件如上所说，在使用文件之前必须打开文件。打开文件应使用 fopen函数。其调用的一般形式为：FILE *FILE *文件指针名文件指针名; ;文件指针名文件指针名= =fopenfopen(“(“文件名文件名“ “，“ “使用文件方式使用文件方式“);“);其中，“文件指针名”必须是被说明为FILE类型的指针变量，“文件名”是被打开文件的名字。“使用文件方式”是指文件的类型和操作要求。“文件名”是字符串常量或字符串数组。fopen()函数按照“使用文件方式”所指定的操作方式，打开“文 件名”所指定的文件。若文件打开成功，则建立该文件的文件控制 结构，然后把它的地址作为函数的返回值

7、。当打开文件失败时， 返回值为NULL(零)。在程序中必须使用指针变量来接受本函数的 返回值例如：FILE *FILE *fpfp; ;fp fp= =fopenfopen(“a“,“r“);(“a“,“r“);其意义是在当前目录下打开名字为a的文件，只允许进行“读” 操作，并使fp指向该文件。又如：FILE *FILE *fprfpr; ;fpr fpr= =fopenfopen(“c:(“c:readmereadme“,“,“rbrb“)“)其意义是打开C驱动器磁盘的根目录下的文件readme。两个 反斜线“”中的第一个表示转义字符，第二个表示根目录。对于文件使用方式有以下几点说明：1).

8、 文件使用方式字符的意义由r,w,a,t,b，+六个字符组成，各字符的含义如下：r(read)r(read) 读读w(write)w(write)写写a(append)a(append)附加附加t(text)t(text)文本文件，可省略不写文本文件，可省略不写b(b(banarybanary) )二进制文件二进制文件+ + 读和写读和写2). 用“r”方式只能打开已经存在的文件打开一个文件时，该文件必须已经存在，且只能从该文件读 出。此方式打开的文件只能用来向计算机输入数据，而不能从计 算机得到数据。3). 用“w”方式写入时应注意的事项用“w”方式写入时，只能向该文件写入。若打开的文件不存

9、在，则以指定的文件名建立该文件；若打开的文件已经存在，则先将该文件原来的内容删除，然后重建一个新文件。4). 附加时应注意的事项若要不破坏一个已存在的文件现有的信息，又要增加新的信息，可以用“a”方式附加。但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。用此方式打开文件时，位置指针在文件末尾。5). 打开文件是否成功在打开一个文件时，如果出错，fopen将返回一个空指针值NULL 。在程序中可以用这一信息来判别打开文件是否成功。常用以下程 序：if(if(fpfp= =fopenfopen(“(“文件名文件名“,“,“方式方式“)=“)=NULL)NULL) printf printf(“file c

10、ant opened!“);(“file cant opened!“);getch getch();();exit(1); exit(1); 这段程序的意义是，如果返回的指针为空，表示不能打开文件， 此时，给出提示信息“file cant opened!”。程序中getch()的作用等 待输入一个字符(但不在屏幕上显示)。在这里起等待作用，用户 可利用这个时间阅读出错提示。当用户从键盘敲任一键后，程序 继续，执行exit(1)来退出程序。6). 文件进制的转换把一个文本文件读入内存时，要将ASCII码转换成二进制码，而把文件以文本方式写入磁盘时，也要把二进制码转换成ASCII码，因此文本文件的

11、读写要花费较多的转换时间。对二进制文件的读写不存在这种转换。7). 标准I/O标准输入文件(键盘)，标准输出文件(显示器)，标准出错输出(出错信息)是由系统打开的，无需用户处理，可直接使用。13.2.2 13.2.2 关闭文件关闭文件文件使用完毕后必须关闭，以避免数据丢失。关闭文件使用 函数fcolse()。fclose函数调用的一般形式是：fclosefclose( (文件指针文件指针); );例如：fclosefclose( (fpfp); );正常完成关闭文件操作时，fclose函数返回值为0。如返回非 零值则表示有错误发生。可以使用ferror函数来测试它，后面会 详细讲述其使用方法。

12、关闭文件就是使文件指针变量不再指向该文件，通俗地说， 就是让文件指针与文件“脱钩”。当然，文件关闭后就不能再用文 件指针变量对文件进行读写操作了。要再进行读写操作，就应再 次打开它。当文件使用完毕后，及时关闭文件是一个优秀程序员必须养 成的良好习惯。它不仅可以释放内存，而更重要地是，保证了文 件中数据的安全。13.3 文件的一般读写13.3.1 13.3.1 字符读写函数字符读写函数字符读写函数是以字符(字节)为单位的读写函数。每次可从文件读出或向文件写入一个字符。1 读字符函数fgetcfgetc函数的功能是从指定的文件中读一个字符，这个文件必须已经以可读方式打开函数调用的形式为：字符变量字

13、符变量= =fgetcfgetc( (文件指针文件指针) )； 例如：chch= =fgetcfgetc( (fpfp); );则从打开的文件fp中读取一个字符并送入ch中。如果在读操 作中遇到文件结束符，则返回文件结束标记EOF。EOF的值为-1 。【例13-1】(见课本）对于文本文件而言，ASCII码不可能是-1。但是，对于二进制 文件而言，数据可能是-1。若还使用上述方法判断文件的结束， 则可能会出现“假结束”。为此，应采用feof()函数。feof()可以用 来测试文件是否结束。若结束，则返回值为1(逻辑真)，否则为0( 逻辑假)。这种方法也可用于文本文件，具有更广泛的适用性。则上一

14、例子可以改为：【例13-2】(见课本）【例13-3】(见课本）2 写字符函数fputcfputc函数的功能是把一个字符写入指定的文件中，函数调用的一般形式为：fputcfputc( (字符量，文件指针字符量，文件指针) )； 其中，待写入的字符量可以是字符常量或变量。fp是文件指 针变量，它从fopen()函数得到返回值。如果输出成功，则本函数返回的值就是输出的字符；如果输 出不成功，则返回EOF。例如：fputcfputc(a,(a,fpfp); );其作用是把字符a写入fp所指向的文件中。对于fputc函数的使用要注意以下几点：l被写入的文件可以用、写、读写，追加方式打开，但应注意它们 的

15、区别；l每写入一个字符，文件内部位置指针自动向后移动一个字节；【例13-4】(见课本）【例13-5】(见课本）1.3 fputc和fgetc与putc和getc的关系在stdio.h文件中，定义了如下宏名：# #definedefine putc putc( (chch, ,fpfp) ) fputc fputc( (chch, ,fpfp); );#define #define getc getc( (chch, ,fpfp) ) fgetc fgetc( (chch, ,fpfp); );因此，使用fputcfputc、fgetcfgetc与与putcputc、getcgetc等价。在编程

16、中可 以不加区别地使用。13.3.2 13.3.2 字符串读写函数字符串读写函数1 字符串读函数fgetsfgets函数也可以从指定的文件中读一个字符串到字符数组中 。调用的形式为：fgetsfgets( (字符数组名，字符数组名，n n，文件指针文件指针) )； 其中的n是一个正整数。表示从文件中读出的字符串不超过n- 1个字符。在读入的最后一个字符后加上串结束标志0。【例13-6】(见课本）使用fgets函数时,应注意：l在读出n-1个字符之前，如遇到了换行符或EOF，则读出结束；lfgets函数也有返回值，其返回值是字符数组的首地址；2 写字符串函数fputsfputs函数的功能是向指定的文件写入一个字符串，其调用形式为：fputsfputs( (字符串，文件指针字符串，文件指针) ) 其中字符串可以