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文件的基本概念所谓“文件”是指一组相关数据的有序集合。这个数据集有一个名称，叫做文件名。实际上在前面的各章中我们已经多次使用了文件，例如源程序文件、目标文件、可执行文件、库文件(头文件)等。文件通常是驻留在外部介质(如磁盘等)上的，在使用时才调入内存中来。从不同的角度可对文件作不同的分类。从用户的角度看，文件可分为普通文件和设备文件两种。普通文件是指驻留在磁盘或其它外部介质上的一个有序数据集，可以是源文件、目标文件、可执行程序；也可以是一组待输入处理的原始数据，或者是一组输出的结果。对于源文件、目标文件、可执行程序可以称作程序文件，对输入输出数据可称作数据文件。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。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。通常把显示器定义为标准输出文件，一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出文件输出。如前面经常使用的printf,putchar 函数就是这类输出。键盘通常被指定标准的输入文件，从键盘上输入就意味着从标准输入文件上输入数据。scanf,getchar函数就属于这类输入。从文件编码的方式来看，文件可分为ASCII 码文件和二进制码文件两种。ASCII 文件也称为文本文件，这种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。例如，数 5678的存储形式为：ASC码：00110101 00110110 00110111 00111000 十进制码：5 6 7 8 共占用 4 个字节。ASCII 码文件可在屏幕上按字符显示，例如源程序文件就是 ASCII 文件，用 DOS 命令 TYPE可显示文件的内容。由于是按字符显示，因此能读懂文件内容。二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。例如，数 5678 的存储形式为：00010110 00101110 只占二个字节。二进制文件虽然也可在屏幕上显示，但其内容无法读懂。C系统在处理这些文件时，并不区分类型，都看成是字符流，按字节进行处理。输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。因此也把这种文件称作“流式文件”。本章讨论流式文件的打开、关闭、读、写、定位等各种操作。文件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*指针变量标识符；其中 FILE 应为大写，它实际上是由系统定义的一个结构，该结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。在编写源程序时不必关心 FILE 结构的细节。例如：FILE*fp；表示 fp 是指向 FILE 结构的指针变量，通过 fp 即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。习惯上也笼统地把fp 称为指向一个文件的指针。文件的打开与关闭文件在进行读写操作之前要先打开，使用完毕要关闭。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，以便进行其它操作。关闭文件则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。在语言中，文件操作都是由库函数来完成的。在本章内将介绍主要的文件操作函数。文件打开函数fopen 函数用来打开一个文件，其调用的一般形式为：文件指针名=fopen(文件名，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”是被打开文件的文件名。“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。例如：FILE*fp；fp=(file a,r);其意义是在当前目录下打开文件file a，只允许进行“读”操作，并使fp 指向该文件。又如：FILE*fphzk fphzk=(c:hzk16,rb)其意义是打开 C驱动器磁盘的根目录下的文件hzk16，这是一个二进制文件，只允许按二进制方式进行读操作。两个反斜线“”中的第一个表示转义字符，第二个表示根目录。使用文件的方式共有12 种，下面给出了它们的符号和意义。文件使用方式意 义rt”只读打开一个文本文件，只允许读数据wt”只写打开或建立一个文本文件，只允许写数据at”追加打开一个文本文件，并在文件末尾写数据rb”只读打开一个二进制文件，只允许读数据wb”只写打开或建立一个二进制文件，只允许写数据ab”追加打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据rt+”读写打开一个文本文件，允许读和写wt+”读写打开或建立一个文本文件，允许读写at+”读写打开一个文本文件，允许读，或在文件末追加数据rb+”读写打开一个二进制文件，允许读和写wb+”读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写ab+”读写打开一个二进制文件，允许读，或在文件末追加数据对于文件使用方式有以下几点说明：1.文件使用方式由r,w,a,t,b，+六个字符拼成，各字符的含义是：r(read):读w(write):写a(append):追加t(text):文本文件，可省略不写b(binary):二进制文件+:读和写2.凡用“r”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。3.用w打开的文件只能向该文件写入。若打开的文件不存在，则以指定的文件名建立该文件，若打开的文件已经存在，则将该文件删去，重建一个新文件。4.若要向一个已存在的文件追加新的信息，只能用a”方式打开文件。但此时该文件必须是存在的，否则将会出错。5.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是否完成打开文件的工作，并作相应的处理。因此常用以下程序段打开文件：if(fp=fopen(c:hzk16,rb)=NULL)printf(nerror on open c:hzk16 file!);exit(EXIT_FAILURE);这段程序的意义是，如果返回的指针为空，表示不能打开C盘根目录下的hzk16 文件，则给出提示信息“error on open c:hzk16file!”，然后退出程序。6.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，可直接使用。文件关闭函数，文件一旦使用完毕，应用关闭文件函数把文件关闭，以避免文件的数据丢失等错误。fclose函数调用的一般形式是：fclose(文件指针)；例如：fclose(fp);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。对文件的读和写是最常用的文件操作。在语言中提供了多种文件读写的函数：字符读写函数：fgetc和 fputc 字符串读写函数：fgets和 fputs 数据块读写函数：freed 和 fwrite 格式化读写函数：fscanf和 fprinf下面分别予以介绍。使用以上函数都要求包含头文件stdio.h。字符读写函数和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。一、读字符函数fgetcfgetc函数的功能是从指定的文件中读一个字符，函数调用的形式为：字符变量=fgetc(文件指针)；例如：ch=fgetc(fp);其意义是从打开的文件fp 中读取一个字符并送入ch 中。对于 fgetc函数的使用有以下几点说明：1.在 fgetc函数调用中，读取的文件必须是以读或读写方式打开的。2.读取字符的结果也可以不向字符变量赋值，例如：fgetc(fp);但是读出的字符不能保存。3.在文件内部有一个位置指针。用来指向文件的当前读写字节。在文件打开时，该指针总是指向文件的第一个字节。使用 fgetc 函数后，该位置指针将向后移动一个字节。因此可连续多次使用fgetc函数，读取多个字符。应注意文件指针和文件内部的位置指针不是一回事。文件指针是指向整个文件的，须在程序中定义说明，只要不重新赋值，文件指针的值是不变的。文件内部的位置指针用以指示文件内部的当前读写位置，每读写一次，该指针均向后移动，它不需在程序中定义说明，而是由系统自动设置的。例 10.1 读入文件 e10-1.c，在屏幕上输出。#include#include void main()FILE*fp;char ch;if(fp=fopen(a.txt,r)=NULL)printf(Cannot open file);exit(EXIT_FAILURE);ch=fgetc(fp);while(ch!=EOF)putchar(ch);ch=fgetc(fp);fclose(fp);本例程序的功能是从文件中逐个读取字符，在屏幕上显示。程序定义了文件指针 fp,以读文本文件方式打开文件“a.txt”，并使 fp 指向该文件。如打开文件出错，给出提示并退出程序。程序第12 行先读出一个字符，然后进入循环，只要读出的字符不是文件结束标志(每个文件末有一结束标志EOF)就把该字符显示在屏幕上，再读入下一字符。每读一次，文件内部的位置指针向后移动一个字符，文件结束时，该指针指向EOF。执行本程序将显示整个文件。二、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，函数调用的形式为：fputc(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，例如：fputc(a,fp);其意义是把字符 a 写入 fp 所指向的文件中。对于 fputc函数的使用也要说明几点：1.被写入的文件可以用、写、读写，追加方式打开，用写或读写方式打开一个已存在的文件时将清除原有的文件内容，写入字符从文件首开始。如需保留原有文件内容，希望写入的字符以文件末开始存放，必须以追加方式打开文件。被写入的文件若不存在，则创建该文件。2.每写入一个字符，文件内部位置指针向后移动一个字节。3.fputc函数有一个返回值，如写入成功则返回写入的字符，否则返回一个EOF。可用此来判断写入是否成功。例 10.2 从键盘输入一行字符，写入一个文件，再把该文件内容读出显示在屏幕上。#include main()FILE*fp;char ch;if(fp=fopen(string,w+)=NULL)printf(Cannot open file!);exit(EXIT_FAILURE);printf(input a string:n);ch=getchar();while(ch!=n)fputc(ch,fp);ch=getchar();rewind(fp);ch=fgetc(fp);while(ch!=EOF)putchar(ch);ch=fgetc(fp);printf(n);fclose(fp);程序中第 6 行以读写文本文件方式打开文件string。程序第 13 行从键盘读入一个字符后进入循环，当读入字符不为回车符时，则把该字符写入文件之中，然后继续从键盘读入下一字符。每输入一个字符，文件内部位置指针向后移动一个字节。写入完毕，该指针已指向文件末。如要把文件从头读出，须把指针移向文件头，程序第 19 行 rewind 函数用于把 fp 所指文件的内部位置指针移到文件头。第 20 至 25 行用于读出文件中的一行内容。例 10.3 把命令行参数中的前一个文件名标识的文件，复制到后一个文件名标识的文件中，如命令行中只有一个文件名则把该文件写到标准输出文件(显示器)中。i nclude main(int argc,char*argv)FILE*fp1,*fp2;char ch;if(argc=1)printf(have not enter file name strike any key exit);getch();exit(0);if(fp1=fopen(argv1,r)=NULL)printf(Cannot open%sn,argv1);getch();exit(1);if(argc=2)fp2=stdout;else if(fp2=fopen(argv2,wt+)=NULL)printf(Cannot open%sn,argv1);getch();exit(1);while(ch=fgetc(fp1)!=EOF)fputc(ch,fp2);fclose(fp1);fclose(fp2);本程序为带参的 main 函数。程序中定义了两个文件指针 fp1 和 fp2，分别指向命令行参数中给出的文件。如命令行参数中没有给出文件名，则给出提示信息。程序第 18 行表示如果只给出一个文件名，则使 fp2 指向标准输出文件(即显示器)。程序第 25 行至 28 行用循环语句逐个读出文件1 中的字符再送到文件2 中。再次运行时，给出了一个文件名(由例 10.2 所建立的文件)，故输出给标准输出文件 stdout，即在显示器上显示文件内容。第三次运行，给出了二个文件名，因此把 string中的内容读出，写入到OK之中。可用 DOS 命令 type 显示OK的内容：字符串读写函数和一、读字符串函数fgets 函数的功能是从指定的文件中读一个字符串到字符数组中，函数调用的形式为：fgets(字符数组名，n，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。例如：fgets(str,n,fp);的意义是从 fp 所指的文件中读出 n-1 个字符送入字符数组str 中。例 10.4 从 e10_1.c 文件中读入一个含10 个字符的字符串。#include main()FILE*fp;char str11;if(fp=fopen(e10_1.c,rt)=NULL)printf(Cannot open file strike any key exit!);exit(EXIT_FAILURE);fgets(str,11,fp);printf(%s,str);fclose(fp);本例定义了一个字符数组str 共 11 个字节，在以读文本文件方式打开文件e101.c 后，从中读出 10 个字符送入 str数组，在数组最后一个单元内将加上0，然后在屏幕上显示输出str 数组。输出的十个字符正是例10.1 程序的前十个字符。对 fgets 函数有两点说明：1.在读出 n-1 个字符之前，如遇到了换行符或EOF，则读出结束。2.fgets函数也有返回值，其返回值是字符数组的首地址。二、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：fputs(字符串，文件指针)其中字符串可以是字符串常量，也可以是字符数组名，或指针 变量，例如：fputs(“abcd“，fp)；其意义是把字符串“abcd”写入 fp 所指的文件之中。例 10.5 从键盘写入一个字符串输出到文件a.txt,然后读出到显示器上#include main()FILE*fp;char ch,st20;if(fp=fopen(string,at+)=NULL)printf(Cannot open file strike any key exit!);getch();exit(1);printf(input a string:n);scanf(%s,st);fputs(st,fp);rewind(fp);ch=fgetc(fp);while(ch!=EOF)putchar(ch);ch=fgetc(fp);printf(n);fclose(fp);本例要求在 string文件末加写字符串，因此，在程序第6 行以追加读写文本文件的方式打开文件string。然后输入字符串，并用 fputs函数把该串写入文件 string。在程序 15 行用 rewind 函数把文件内部位置指针移到文件首。再进入循环逐个显示当前文件中的全部内容。数据块读写函数和语言还提供了用于整块数据的读写函数。可用来读写一组数据，如一个数组元素，一个结构变量的值等。读数据块函数调用的一般形式为：fread(buffer,size,count,fp);写数据块函数调用的一般形式为：fwrite(buffer,size,count,fp);其中 buffer是一个指针，在fread 函数中，它表示存放输入数据的首地址。在fwrite函数中，它表示存放输出数据的首地址。size 表示数据块的字节数。count 表示要读写的数据块块数。fp 表示文件指针。例如：fread(fa,4,5,fp);其意义是从 fp 所指的文件中，每次读4 个字节(一个实数)送入实数组 fa 中，连续读 5 次，即读 5 个实数到 fa 中。例 10.6 从键盘输入两个学生数据，写入一个文件中，再读出这两个学生的数据显示在屏幕上。i nclude struct stu char name10;int num;int age;char addr15;boya2,boyb2,*pp,*qq;main()FILE*fp;char ch;int i;pp=boya;qq=boyb;if(fp=fopen(stu_list,wb+)=NULL)printf(Cannot open file strike any key exit!);getch();exit(1);printf(ninput datan);for(i=0;iname,&pp-num,&pp-age,pp-addr);pp=boya;fwrite(pp,sizeof(struct stu),2,fp);rewind(fp);fread(qq,sizeof(struct stu),2,fp);printf(nnnametnumber age addrn);for(i=0;iname,qq-num,qq-age,qq-addr);fclose(fp);本例程序定义了一个结构stu,说明了两个结构数组boya 和 boyb 以及两个结构指针变量 pp和 qq。pp 指向 boya,qq 指向 boyb。程序第 16行以读写方式打开二进制文件“stu_list”，输入二个学生数据之后，写入该文件中，然后把文件内部位置指针移到文件首，读出两块学生数据后，在屏幕上显示。格式化读写函数和fscanf函数，fprintf函数与前面使用的scanf 和 printf 函数的功能相似，都是格式化读写函数。两者的区别在于 fscanf 函数和 fprintf函数的读写对象不是键盘和显示器，而是磁盘文件。这两个函数的调用格式为：fscanf(文件指针，格式字符串，输入表列)；fprintf(文件指针，格式字符串，输出表列)；例如：fscanf(fp,%d%s,&i,s);fprintf(fp,%d%c,j,ch);用 fscanf和 fprintf函数也可以完成例10.6 的问题。修改后的程序如例10.7所示。例 10.7 i nclude struct stu char name10;int num;int age;char addr15;boya2,boyb2,*pp,*qq;main()FILE*fp;char ch;int i;pp=boya;qq=boyb;if(fp=fopen(stu_list,wb+)=NULL)printf(Cannot open file strike any key exit!);getch();exit(1);printf(ninput datan);for(i=0;iname,&pp-num,&pp-age,pp-addr);pp=boya;for(i=0;iname,pp-num,pp-age,pp-addr);rewind(fp);for(i=0;iname,&qq-num,&qq-age,qq-addr);printf(nnnametnumber age addrn);qq=boyb;for(i=0;iname,qq-num,qq-age,qq-addr);fclose(fp);与例 10.6 相比，本程序中 fscanf和 fprintf函数每次只能读写一个结构数组元素，因此采用了循环语句来读写全部数组元素。还要注意指针变量pp,qq由于循环改变了它们的值，因此在程序的25 和 32行分别对它们重新赋予了数组的首地址。文件的随机读写前面介绍的对文件的读写方式都是顺序读写，即读写文件只能从头开始，顺序读写各个数据。但在实际问 题中常要求只读写文件中某一指定的部分。为了解决这个问题可移动文件内部的位置指针到需要读写的位置，再进行读写，这种读写称为随机读写。实现随机读写的关键是要按要求移动位置指针，这称为文件的定位。文件定位移动文件内部位置指针的函数主要有两个，即 rewind 函数和 fseek 函数。rewind 函数前面已多次使用过，其调用形式为：rewind(文件指针)；它的功能是把文件内部的位置指针移到文件首。下面主要介绍fseek 函数。fseek 函数用来移动文件内部位置指针，其调用形式为：fseek(文件指针，位移量，起始点)；其中：“文件指针”指向被移动的文件。“位移量”表示移动的字节数，要求位移量是long 型数据，以便在文件长度大于64KB 时不会出错。当用常量表示位移量时，要求加后缀“L”。“起始点”表示从何处开始计算位移量，规定的起始点有三种：文件首，当前位置和文件尾。其表示方法如表10.2。起始点表示符号数字表示文件首SEEK SET 0 当前位置SEEK CUR 1 文件末尾SEEK END 2 例如：fseek(fp,100L,0);其意义是把位置指针移到离文件首100 个字节处。还要说明的是 fseek 函数一般用于二进制文件。在文本文件中由于要进行转换，故往往计算的位置会出现错误。文件的随机读写在移动位置指针之后，即可用前面介绍的任一种读写函数进行读写。由于一般是读写一个数据据块，因此常用 fread和 fwrite函数。下面用例题来说明文件的随机读写。例 10.8 在学生文件 stu list中读出第二个学生的数据。i nclude struct stu char name10;int num;int age;char addr15;boy,*qq;main()FILE*fp;char ch;int i=1;qq=&boy;if(fp=fopen(stu_list,rb)=NULL)printf(Cannot open file strike any key exit!);getch();exit(1);rewind(fp);fseek(fp,i*sizeof(struct stu),0);fread(qq,sizeof(struct stu),1,fp);printf(nnnametnumber age addrn);printf(%st%5d%7d%sn,qq-name,qq-num,qq-age,qq-addr);文件 stu_list已由例 10.6 的程序建立，本程序用随机读出的方法读出第二个学生的数据。程序中定义boy 为 stu 类型变量，qq为指向 boy 的指针。以读二进制文件方式打开文件，程序第 22 行移动文件位置指针。其中的 i 值为 1，表示从文件头开始，移动一个stu 类型的长度，然后再读出的数据即为第二个学生的数据。文件检测函数语言中常用的文件检测函数有以下几个。一、文件结束检测函数feof 函数调用格式：feof(文件指针)；功能：判断文件是否处于文件结束位置，如文件结束，则返回值为 1，否则为 0。二、读写文件出错检测函数ferror函数调用格式：ferror(文件指针)；功能：检查文件在用各种输入输出函数进行读写时是否出错。如 ferror返回值为 0 表示未出错，否则表示有错。三、文件出错标志和文件结束标志置0 函数 clearerr函数调用格式：clearerr(文件指针);功能：本函数用于清除出错标志和文件结束标志，使它们为0 值。