高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（CC++版） 課件 第9章 文件

第9章

文件目錄文件基本概念文件打開(kāi)與關(guān)閉文件讀寫文件重定向216:12為什么要使用文件變量和數(shù)組是程序運(yùn)行過(guò)程中分配的內(nèi)存空間，該空間在程序運(yùn)行結(jié)束后被完全釋放。在實(shí)際的程序設(shè)計(jì)中，往往需要長(zhǎng)期保存程序處理后的數(shù)據(jù)。文件是存儲(chǔ)在外存上的有名字的一系列相關(guān)數(shù)據(jù)的有序集合，C/C++正是通過(guò)文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和持久化存儲(chǔ)。文件不僅是操作系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的基本單位，同時(shí)也是程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作的基本對(duì)象。316:121．文件基本概念C/C++中任一文件均對(duì)應(yīng)唯一的文件標(biāo)識(shí)，文件標(biāo)識(shí)由文件路徑、文件名、和文件后綴三個(gè)部分組成：文件路徑表示文件所處的外存目錄；文件名遵循標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則；文件后綴表示文件的性質(zhì)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在不引起混淆的情況下，通常以文件名指代文件標(biāo)識(shí)。根據(jù)文件中數(shù)據(jù)組織形式的不同，文件可分為文本文件和二進(jìn)制文件。（1）文本文件以字符為基本單位處理數(shù)據(jù)，每個(gè)ASCII碼值對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符。故文本文件是字符序列文件，也稱作字符文件或ASCII文件。（2）二進(jìn)制文件把數(shù)據(jù)按對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制形式存儲(chǔ)，是字節(jié)序列文件。字符數(shù)據(jù)一律以ASCII碼形式存儲(chǔ)，數(shù)值型數(shù)據(jù)既可用ASCII碼也可用二進(jìn)制形式存儲(chǔ)。（1）使用ASCII碼存儲(chǔ)時(shí)一個(gè)字節(jié)代表一個(gè)字符，因而便于逐個(gè)處理和輸出字符，但一般占存儲(chǔ)空間較多，而且要花費(fèi)轉(zhuǎn)換時(shí)間（二進(jìn)制形式與ASCII碼間的轉(zhuǎn)換）。（2）使用二進(jìn)制形式存儲(chǔ)可以節(jié)省外存空間和轉(zhuǎn)換時(shí)間，把內(nèi)存單元中的存儲(chǔ)內(nèi)容原封不動(dòng)地輸出到外部介質(zhì)，此時(shí)每一個(gè)字節(jié)并不一定代表一個(gè)字符。返回416:12C/C++采用“緩沖文件系統(tǒng)”處理數(shù)據(jù)文件，其特點(diǎn)是系統(tǒng)自動(dòng)在內(nèi)存區(qū)域?yàn)槌绦蛑忻恳粋€(gè)正在使用的文件開(kāi)辟一個(gè)文件緩沖區(qū)。緩沖文件系統(tǒng)為每個(gè)正在使用的文件在內(nèi)存中開(kāi)辟一個(gè)緩沖區(qū)，以存放文件的有關(guān)信息，這些信息被保存在一個(gè)FILE結(jié)構(gòu)類型的變量中。struct_iobuf{ char*_ptr; //文件輸入的下一個(gè)位置 int_cnt; //若為輸入緩沖區(qū)則表示其中還剩多少個(gè)字符未被讀取 char*_base; //文件起始位置 int_flag; //文件狀態(tài)標(biāo)志 int_file; //文件有效性驗(yàn)證 int_charbuf; //檢查緩沖區(qū)狀況，若無(wú)緩沖區(qū)則不讀取 int_bufsiz; //文件緩沖區(qū)大小 char*_tmpfname; //臨時(shí)文件名};typedefstruct_iobufFILE;可以用FILE結(jié)構(gòu)體類型來(lái)定義指向文件的指針變量：FILE*fp; //定義一個(gè)指向文件的指針變量fp。注意，指向文件的指針變量并非指向外部存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)文件的開(kāi)頭，而是指向內(nèi)存中的文件信息區(qū)的開(kāi)頭。516:122．

文件打開(kāi)與關(guān)閉對(duì)文件進(jìn)行讀寫操作前應(yīng)首先打開(kāi)文件，所謂“打開(kāi)文件”是指為文件建立相應(yīng)的信息區(qū)（用來(lái)存放有關(guān)文件的信息）和文件緩沖區(qū)（用來(lái)暫時(shí)存放輸入輸出的數(shù)據(jù)）。在編寫程序打開(kāi)文件時(shí)，定義一個(gè)文件指針變量指向該文件，之后便可通過(guò)該指針變量對(duì)文件進(jìn)行讀寫操作。打開(kāi)文件使用fopen函數(shù)，fopen函數(shù)的原型為：FILE*fopen(char*filename,char*mode);函數(shù)參數(shù)：“filename”為包含路徑的文件標(biāo)志，若不顯式指明路徑則表示當(dāng)前路徑。例，“D:\\f1.txt”表示D盤根目錄下的文件f1.txt；“f2.doc”表示當(dāng)前目錄下的文件f2.doc?！癿ode”為文件打開(kāi)模式，指示對(duì)該文件可進(jìn)行的操作：“r”表示只讀，“w”表示只寫，“rw”表示讀寫，“a”表示追加寫入。更多的文件打開(kāi)模式見(jiàn)表9.1。返回6模式含

義說(shuō)

明r只讀文件必須存在，否則打開(kāi)失敗w只寫若文件存在，則清除原文件內(nèi)容后寫入；否則，新建文件后寫入a追加只寫若文件存在，向文件尾部追加寫入；若文件不存在，則打開(kāi)失敗r+讀寫文件必須存在。在只讀“r”的基礎(chǔ)上加'+'表示增加可寫的功能。下同w+讀寫新建一個(gè)文件，先向該文件中寫入數(shù)據(jù)，然后可從該文件中讀取數(shù)據(jù)a+讀寫在“a”模式的基礎(chǔ)上，增加可讀功能rb二進(jìn)制讀功能同模式“r”，區(qū)別：“b”表示以二進(jìn)制模式打開(kāi)。下同wb二進(jìn)制寫功能同模式“w”。二進(jìn)制模式ab二進(jìn)制追加功能同模式“a”。二進(jìn)制模式rb+二進(jìn)制讀寫功能同模式“r+”。二進(jìn)制模式wb+二進(jìn)制讀寫功能同模式“w+”。二進(jìn)制模式ab+二進(jìn)制讀寫功能同模式“a+”。二進(jìn)制模式16:12函數(shù)返回值：若打開(kāi)成功，則返回該文件對(duì)應(yīng)的FILE類型的指針；若打開(kāi)失敗，則返回NULL。故需定義FILE類型的指針變量，以保存該函數(shù)的返回值，從而可根據(jù)該函數(shù)的返回值判斷相應(yīng)文件打開(kāi)是否成功。if((fp=fopen("file1","r"))==NULL){ printf("cannotopenthisfile\n"); exit(0);}文件使用結(jié)束后應(yīng)關(guān)閉該文件，以防止對(duì)其誤操作，同時(shí)也避免不關(guān)閉文件就結(jié)束程序運(yùn)行而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。所謂“關(guān)閉文件”是指撤銷文件信息區(qū)和文件緩沖區(qū)。關(guān)閉文件使用fclose函數(shù)，fclose函數(shù)的原型為：intfclose(FILE*fp);函數(shù)參數(shù)：“fp”為文件指針，指向已打開(kāi)的文件。函數(shù)返回值：若正常關(guān)閉則返回0，否則返回EOF（-1）。716:123．文件讀寫讀寫文件是最常用的文件操作，C/C++提供了多種文件讀寫函數(shù)：字符讀寫函數(shù)（fgetc/fputc）字符串讀寫函數(shù)（fgets/fputs）數(shù)據(jù)塊讀寫函數(shù)（fread/fwrite）格式化讀寫函數(shù)（fscanf/fprinf）使用以上函數(shù)時(shí)均要求包含頭文件stdio.h。返回816:123.1字符讀寫函數(shù)fgetc函數(shù)的功能是從指定的文件中讀入一個(gè)字符到內(nèi)存，函數(shù)調(diào)用的形式為：字符變量=fgetc(文件指針);例，“ch=fgetc(fp);”的含義是從打開(kāi)的文件fp中讀取一個(gè)字符并送入ch中。對(duì)于fgetc函數(shù)的使用有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：（1）在fgetc函數(shù)調(diào)用中，讀取的文件必須是以讀或讀寫方式打開(kāi)的。（2）讀取字符后可以不向字符變量賦值。例，“fgetc(fp);”代表讀出字符但不作保存。（3）在文件內(nèi)部有一個(gè)位置指針，用來(lái)指向文件的當(dāng)前讀寫字節(jié)。在文件打開(kāi)時(shí)，該指針總是指向文件的第一個(gè)字節(jié)。每使用一次fgetc函數(shù)后該位置指針將向后移動(dòng)一個(gè)字節(jié)。應(yīng)注意文件指針和文件內(nèi)部的位置指針不是一回事。文件指針是指向整個(gè)文件的，須在程序中定義說(shuō)明，只要不重新賦值，文件指針的值是不變的。文件內(nèi)部的位置指針用來(lái)指示文件內(nèi)部的當(dāng)前讀寫位置，每讀寫一次該指針均向后移動(dòng)，它不需在程序中定義說(shuō)明，而是由系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置。916:129-1讀入文件in.txt，將文件內(nèi)容在屏幕上輸出。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ FILE*fp; charch; if((fp=fopen("e:\\in.txt","r"))==NULL){ printf("\nCannotopenfile,pressanykeytoexit!"); exit(1); } while((ch=fgetc(fp))!=EOF) putchar(ch); fclose(fp); return0;}1016:12寫字符函數(shù)fputcfputc函數(shù)的功能是把一個(gè)字符寫出到指定的文件中。函數(shù)調(diào)用的形式為：fputc(字符量,文件指針);其中，待寫入的字符量可以是字符常量或變量，例，“fputc('a',fp);”的含義是把字符'a'寫入fp所指向的文件中。對(duì)于fputc函數(shù)的使用也要說(shuō)明幾點(diǎn)：（1）被寫入的文件可以用寫、讀寫、追加方式打開(kāi)，用寫或讀寫方式打開(kāi)一個(gè)已存在的文件時(shí)將清除原有的文件內(nèi)容，文件位置標(biāo)記指向文件起始處。（2）如需保留原有文件內(nèi)容，希望寫入的字符從文件末開(kāi)始存放，則須以追加方式打開(kāi)文件。若文件不存在，則創(chuàng)建該文件。（3）每寫入一個(gè)字符，文件內(nèi)部位置指針向后移動(dòng)一個(gè)字節(jié)。（4）執(zhí)行fputc函數(shù)后，若寫入成功則返回寫入的字符，否則返回EOF。1116:129-2從鍵盤輸入一行字符，寫出到文件out.txt，再讀出該文件內(nèi)容顯示在屏幕上。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ FILE*fp; charch; if((fp=fopen("e:\\out.txt","w+"))==NULL){ printf("Cannotopenfile,pressanykeytoexit!"); exit(1); } printf("inputastring:\n"); while((ch=getchar())!='\n') fputc(ch,fp); rewind(fp); while((ch=fgetc(fp))!=EOF) putchar(ch); printf("\n"); fclose(fp); return0;}1216:123.2字符串讀寫函數(shù)fgets函數(shù)的功能是從指定的文件中讀入一個(gè)字符串到字符數(shù)組中，函數(shù)調(diào)用的形式為：fgets(字符數(shù)組名,n,文件指針);其中，n是一個(gè)正整數(shù)，表示從文件中讀出的字符串不超過(guò)n-1個(gè)字符，在讀入的最后一個(gè)字符后加上串結(jié)束標(biāo)志'\0'。例，“fgets(str,n,fp);”的含義是從fp所指的文件中讀出n-1個(gè)字符，再加上串結(jié)束標(biāo)志'\0'后送入字符數(shù)組str中。1316:129-3從in.txt文件中讀入一個(gè)含10個(gè)字符的字符串。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ FILE*fp; charstr[11]; if((fp=fopen("e:\\in.txt","r+"))==NULL){ printf("\nCannotopenfile,pressanykeytoexit!"); exit(1); } fgets(str,11,fp); printf("\n%s\n",str); fclose(fp); return0;}對(duì)fgets函數(shù)有兩點(diǎn)說(shuō)明：（1）在讀出n-1個(gè)字符之前，如遇到了換行符或EOF，則讀出結(jié)束。（2）fgets函數(shù)也有返回值，其返回值是字符數(shù)組的首地址。1416:12寫字符串函數(shù)fputsfputs函數(shù)的功能是將一個(gè)字符串寫出到指定的文件中，其調(diào)用形式為：fputs(字符串,文件指針);其中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，“fputs(“abcd“,fp);”是把字符串“abcd”寫入fp所指的文件之中。1516:129-4在例9-2中建立的文件out.txt中追加一個(gè)字符串。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ FILE*fp; charch,st[20]; if((fp=fopen("e:\\out.txt","a+"))==NULL){ printf("Cannotopenfile,pressanykeytoexit!"); exit(1); } printf("inputastring:\n"); scanf("%s",st); fputs(st,fp); rewind(fp); while((ch=fgetc(fp))!=EOF) putchar(ch); printf("\n"); fclose(fp); return0;}1616:123.3數(shù)據(jù)塊讀寫函數(shù)C語(yǔ)言還提供了用于整塊數(shù)據(jù)的讀寫函數(shù)。可用來(lái)讀寫一組數(shù)據(jù)，如一個(gè)數(shù)組元素，一個(gè)結(jié)構(gòu)變量的值等。讀數(shù)據(jù)塊函數(shù)調(diào)用的一般形式為：fread(buffer,size,count,fp);寫數(shù)據(jù)塊函數(shù)調(diào)用的一般形式為：fwrite(buffer,size,count,fp);其中：buffer：是一個(gè)指針，在fread函數(shù)中，它表示存放輸入數(shù)據(jù)的首地址。在fwrite函數(shù)中，它表示存放輸出數(shù)據(jù)的首地址。size：表示數(shù)據(jù)塊的字節(jié)數(shù)。count：表示要讀寫的數(shù)據(jù)塊塊數(shù)。fp：表示文件指針。1716:129-5從鍵盤輸入兩個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)，寫出到文件out.txt中，再讀入這兩個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。#include<iostream>usingnamespacestd;structstu{ charname[10]; intnum; intage; charaddr[15];}s1[2],s2[2],*p,*q;intmain(){

FILE*fp; charch; inti; p=s1; q=s2; if((fp=fopen("e:\\out.txt","wb+"))==NULL){ printf("Cannotopenfile,pressanykeytoexit!"); exit(1); } printf("\ninputdata\n"); for(i=0;i<2;i++,p++)scanf("%s%d%d%s",p->name,&p->num,&p->age,p->addr); p=s1; fwrite(p,sizeof(structstu),2,fp); rewind(fp); fread(q,sizeof(structstu),2,fp); printf("\n\nname\tnumber\tage\taddr\n"); for(i=0;i<2;i++,q++)printf("%s\t%d\t%d\t%s\n",q->name,q->num,q->age,q->addr); fclose(fp); return0;}}1816:123.4格式化讀寫函數(shù)fscanf函數(shù)和fprintf函數(shù)與前面使用的scanf和printf函數(shù)的功能相似，都是格式化讀寫函數(shù)。兩者的區(qū)別在于fscanf函數(shù)和fprintf函數(shù)的讀寫對(duì)象不是鍵盤和顯示器，而是磁盤文件。fscanf函數(shù)與fprintf函數(shù)的調(diào)用格式為：fscanf(文件指針,格式字符串,輸入表列);fprintf(文件指針,格式字符串,輸出表列);例如：fscanf(fp,"%d%s",&i,s);fprintf(fp,"%d%c",j,ch);1916:129-6用fscanf和fprintf函數(shù)完成例9-5的問(wèn)題。#include<iostream>usingnamespacestd;structstu{ charname[10]; intnum; intage; charaddr[15];}s1[2],s2[2],*p,*q;intmain(){ FILE*fp; charch; inti; p=s1; q=s2; if((fp=fopen("e:\\out.txt","wb+"))==NULL){ printf("Cannotopenfile,pressanykeytoexit!"); exit(1); } printf("\ninputdata\n"); for(i=0;i<2;i++,p++) scanf("%s%d%d%s",p->name,&p->num,&p->age,p->addr); p=s1; for(i=0;i<2;i++,p++) fprintf(fp,"%s%d%d%s\n",p->name,p->num,p->age,p->addr); rewind(fp); for(i=0;i<2;i++,q++) fscanf(fp,"%s%d%d%s\n",q->name,&q->num,&q->age,q->addr); printf("\n\nname\tnumber\tage\taddr\n"); q=s2; for(i=0;i<2;i++,q++) printf("%s\t%d\t%d\t%s\n",q->name,q->num,q->age,q->addr); fclose(fp); return0;}2016:123.5隨機(jī)讀寫函數(shù)上述文件讀寫函數(shù)均是順序讀寫，即讀寫文件只能從頭開(kāi)始，依次讀寫各個(gè)數(shù)據(jù)。但在實(shí)際開(kāi)發(fā)中經(jīng)常需要讀寫文件的指定部分，這就需要先移動(dòng)文件內(nèi)部的位置指針到指定位置，再進(jìn)行讀寫操作。這種將位置指針移動(dòng)至文件的指定位置開(kāi)始讀寫的方式稱為隨機(jī)讀寫。實(shí)現(xiàn)隨機(jī)讀寫需要移動(dòng)位置指針到指定位置，該操作通過(guò)rewind和fseek兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)。rewind函數(shù)用于將位置指針移動(dòng)到文件開(kāi)頭，fseek函數(shù)用于將位置指針移動(dòng)到文件任意位置。rewind與fseek函數(shù)函數(shù)的原型分別為：voidrewind(FILE*fp);intfseek(FILE*fp,longoffset,intorigin);其中，fp為文件指針，指向當(dāng)前被操作的文件；offset為偏移量，指以“起始點(diǎn)”為基點(diǎn)，向前/后移動(dòng)的字節(jié)數(shù)（長(zhǎng)整型）；origin為起始位置，即從何處開(kāi)始計(jì)算偏移量。起始位置有文件開(kāi)頭、當(dāng)前位置和文件末尾三種，分別用對(duì)應(yīng)的常量0、