文件打開后才可以對文件進行操作。也就是說,文件必須經歷打開－操作－關閉的過程。如前所述,C語言對文件的操作都是通過調用標准I/O庫函數來實現的。文件操作實際是指對文件的讀寫。文件的讀操作就是從文件中讀出數據,即將文件中的數據輸入計算機;文件的寫操作是向文件中寫入數據,即向文件輸出數據。實際上對文件的處理過程就是對文件的輸入輸出過程。在前面已經介紹了Ｃ語言對標准設備文件的輸入輸出函數,本節討論對磁盤文件的輸入輸出函數,這類文件及其相應的函數在實際應用和文件處理中占據重要的地位。Ｃ語言提供的緩沖式文件處理函數可分為：
字符輸入輸出函數 fgetc和fputc
字符串輸入輸出函數 fgets和fputs
格式化輸入輸出函數 fscanf和fprintf
數據塊輸入輸出函數 fread和fwrite
文件定位函數 feek、rewind和ftell
其它函數 feof、ferror和clearerr。
12.3.1 文件的字符輸入/輸出函數
1.字符輸入函數fgetc( )
fgetc函數的調用形式為：
ch = fgetc (fp);
其中fp為文件型指針變量,ch字符變量。
fgetc函數的功能是：從指定的文件中讀取一個字符。即：從fp所指向的文件(該文件必須是以讀或讀寫方式打開的)中讀取一個字符返回,讀取的字符賦給變量ch。若讀取字符時文件已經結束或出錯,fputc函數返回文件結束標記EOF,此時EOF的值為-1。
例如,要從磁盤文件中順序讀入字符並在屏幕上顯示,可通過調用fgetc函數實現：
while ( (c=fgetc(fp)) != EOF )
putchar(c);
注意：文件結束標記EOF是不可輸出字符,不能在屏幕上顯示。因為EOF是在頭文件stdio.h中定義的符號常量,其值為-1,而ASCII碼中沒用-1,可見,用它作文件結束標記是合適的。
例12-1：在屏幕上顯示文本文件的內容。
#include <stdio.h>
main ( )
{ FILE *fp;
char filename[20], ch;
printf ("Enter filename:");
scanf("%s",filename); /* 輸入文件名 */
if ( (fp = fopen (filename,"r"))==NULL) /* 打開文件 */
{ printf("file open error.\n"); /* 出錯處理 */
exit (0);
}
while ( ( ch = fgetc(fp) )!=EOF) /* 從文件中讀字符 */
putchar(ch); /* 顯示從文件讀入的字符 */
fclose (fp); /* 關閉文件 */
}
例12-2：使用標准輸出文件顯示文本文件的內容。
#include <stdio.h>
main ( )
{ FILE *fp;
char filename[20], ch;
printf ("Enter filename:");
scanf("%s",filename); /* 輸入文件名 */
if ( (fp = fopen (filename,"r"))==NULL) /* 打開文件 */
{ printf("file open error.\n"); /* 出錯處理 */
exit (0);
}
while ( (ch=fgetc(fp) ) != EOF ) /* 從文件中讀取字符 */
fputc(ch,stdout); /* 向標准輸出文件中輸出(顯示) */
fclose (fp); /* 關閉文件 */
}
2．字符輸出函數fputc( )
fputc函數的調用形式為：
fputc (ch, fp);
其中：ch是要輸出的字符(可為字符常數或字符變量),fp為文件型指針變量。
fputc函數的功能是：將一個字符輸出到指定文件中。即將字符變量ch中的字符輸出到fp所指向的文件。若輸出操作成功,該函數返回輸出的字符;否則,返回EOF。
例12-3：從鍵盤輸入一字符串,並逐個將字符串的每個字符傳送到磁盤文件file中,當輸入的字符為"#"時停止輸入。
#include <stdio.h> /* 凡程序中用到標准輸入輸出函數,必須包含此文件頭 */
main ( )
{ FILE *fp; /* 指向磁盤文件file的指針 */
char ch; /* 暫存讀入字符的字符變量 */
char filename[15]; /* 存放磁盤文件名的字符數組 */
scanf("%s", filename); /* 從鍵盤輸入磁盤文件名 */
if ((fp=fopen(filename,"w"))==NULL) /* 以寫方式打開文本文件並判定是否能正常打開 */
{ printf("Cannot open file.\n"); /* 不能正常打開磁盤文件的處理 */
exit(0); /* 調用函數exit終止程序運行 */
}
while ( (ch=getchar( )) != '#' ) /* 判斷輸入的是否為字符符串結束標志 */
fputc(ch, fp); /* 讀入的字符寫入磁盤文件 */
fclose(fp); /* 操作結束關閉磁盤文件 */
}
例12-4：請編程完成文本文件的復制。
#include <stdio.h>
main ( )
{ FILE *fp1, *fp2;
char file1[20], file2[20], ch;
printf ("Enter filename1:");
scanf("%s",file1);
printf ("Enter filename2:");
scanf("%s",file2);
if ( (fp1=fopen(file1,"r")) == NULL ) /* 以"只讀"方式打開文件1 */
{ printf("file1 open error.\n");
exit (0);
}
if ( (fp2=fopen(file2, "w"))== NULL ) /* 以"寫"方式打開文件2 */
{ printf("file2 open error.\n");
exit (0);
}
while ( ( ch = fgetc(fp1) ) != EOF ) /* 從文件fp1中讀字符 */
fputc (ch, fp2); /* 寫入文件fp2中 */
fclose (fp1); /* 關閉兩個文件 */
fclose (fp2);
}
12.3.2 文件的字符串輸入/輸出函數
對文件的輸入輸出,除了前面介紹的以字符為單位進行處理之外,還允許以字符串為單位進行處理,這也被稱為"行處理"。
Ｃ語言提供fgets和fputs函數實現文件的按字符串的讀寫。
1.字符串輸入函數fgets( )
fgets函數的調用形式：
fgets (s, n, fp);
其中：參數s可以是一個字符數組名,或是指向字符串的指針,n為要讀取的最多的字符個數;fp是指向該文件的文件型指針。
fgets函數的功能是：從fp所指向的文件中讀取長度不超過n-1個字符的字符串,並將該字符串放到字符數組s中。如果操作正確,函數的返回值為字符數組s的首地址;如果文件結束或出錯,則函數的返回值為NULL。
情況1：從文件中已經讀入了n-1個連續的字符,還沒有遇到文件結束標志或行結束標志'\n',
則：s中存入n-1個字符,串尾以串結束標記'\0'結束。
情況2：從文件中讀入字符遇到了行結束標志'\n',
則：s中存入實際讀入的字符,串尾為'\n'和'\0'。
情況3：在讀文件的過程中遇到文件尾(文件結束標志EOF),
則：s中存入實際讀入的字符,串尾為'\0'。文件結束標志EOF不會存入數組。
情況4：當文件已經結束仍然繼續讀文件,或讀取文件內容發生錯誤,
則：函數的返回值為NULL,表示文件結束。例如：現有一個有兩行字符的ASCII文件,文件打開后,文件的讀寫位置指針如圖12-3所示。
若有：char s[5];FILE *fp;fp為指向該文件的指針。則多次執行語句"fgets (s, 5, fp);",每次的執行結果如下：
第1次執行語句fgets (s, 5, fp)：
文件剛打開時,文件的讀寫位置指針指向了文件的第1個字符,執行語句：fgets (s, 5, fp)之后,從fp指向的文件中讀取的字符串是"abcd\n",文件的讀寫位置指針向前移動了4個字符,字符串在s中的存儲形式和文件讀寫位置指針如圖12.4所示。
第2次執行語句fgets (s, 5, fp)：
從文件的讀寫位置指針開始,順序讀入字符,遇到'\n'字符后,函數執行完畢。字符串在s中的存儲形式和文件讀寫位置指針如圖12.5所示。
第3次執行語句fgets (s, 5, fp)：
從文件的讀寫位置指針開始,順序讀入字符,遇到文件結束標記EOF,函數執行完畢,此時,文件的讀寫位置指針指向了文件最后一個字符的后面。字符串在s中的存儲形式和文件讀寫位置指針如圖12-6所示。
第4次執行語句fgets (s, 5, fp)：
由於文件的讀寫位置指針已經指向了文件結束標記EOF,所以函數的返回值為NULL,表示文件已經結束,文件的讀寫位置指針沒有變化。文件讀寫位置指針如圖12-7所示。
例12-5：顯示文件內容並加上行號。
#include <stdio.h>
main ( )
{ FILE * fp;
char file[20], str[10];
int flag=1, i=0; /* flag標志變量,為1：開始新行。i為行號 */
printf ("Enter filename:");
scanf("%s",file);
if ( ( fp = fopen (file, "r")) == NULL ) /* 打開文件 */
{ printf("file open error.\n");
exit (0);
}
while ( fgets( str,10,fp )!=NULL ) /* 從文件中讀出字符串 */
{ if (flag) printf ("%3d:%s", ++i, str); /* 顯示行號 */
else printf ("%s", str);
if ( str [strlen(str)-1] == '\n' ) flag=1;
else flag=0;
}
fclose (fp);
}
本程序的特點是使用一個長度僅為10的小數組來處理文件,程序中充分利用了函數fgets的特點。
2.字符串輸出函數 fputs( )
fputs函數的調用形式：
fputs (s, fp);
其中：s為指向字符串的指針或字符數組名,也可以是字符串常量;fp是指向將要被寫入的文件的文件型指針。
fputs函數的功能是：將s指向的字符串或字符串常量寫入fp指向的文件。輸出的字符串寫入文件時,字符'\0'被自動舍去。函數調用成功,則返回值為0;否則返回EOF。
例12-6：從鍵盤輸入若干行字符存入磁盤文件file.txt中。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
main ( )
{ FILE *fp;
char str[81];
if ((fp=fopen("file.txt", "w")) == NULL)
/* 以寫方式打開磁盤文本文件file.txt並判斷打開操作正常與否 */
{ printf("Cannot open file.\n"); /* 不能正常打開磁盤文件的處理 */
exit(0);
}
while ( strlen(gets(str)) > 0 )
/* 讀入從鍵盤輸入的一行字符,送入str字符數組 */
{ fputs(str, fp); /* 若該字符串非空則送入磁盤文件file.txt中去 */
fputs("\n", fp);
}
fclose (fp); /* 操作結束關閉磁盤文件 */
}
例12-7：復制文本文件。
#include <stdio.h>
main ( )
{ FILE *fp1, *fp2;
char file1[20], file2[20], s[10];
printf ("Enter filename1:");
scanf("%s",file1);
printf ("Enter filename2:");
scanf("%s",file2);
if ( ( fp1 = fopen (file1, "r")) == NULL ) /* 打開文本文件1 */
{ printf("file1 open error.\n");
exit (0);
}
if ( ( fp2 = fopen (file2, "w")) == NULL ) /* 打開文本文件2 */
{ printf("file2 open error.\n");
exit (0);
}
while ( fgets( s,10,fp1 ) != NULL ) /* 從文件fp1中讀出字符串 */
fputs ( s, fp2 ); /* 將字符串寫入文件fp2中 */
fclose (fp1);
fclose (fp2);
}
12.3.3 文件的格式化輸入輸出函數
前面的章節中介紹了scanf和printf兩個格式化輸入輸出函數,它們適用於標准設備文件。C標准函數庫還提供了fscanf和fprintf兩個格式化輸入輸出函數,以滿足磁盤文件格式化輸入輸出的需要。
1.格式化輸入函數 fscanf( )
fscanf函數的調用形式：
fscanf (fp, 格式控制串, 輸入列表);
其中：fp指向將要讀取文件的文件型指針,格式控制串和輸入列表的內容、含義及對應關系與第二章中介紹的scanf函數相同。
fscanf函數的功能是：從fp指向的文件中,按格式控制符讀取相應數據賦給輸入列表中的對應變量地址中。例如,
fscanf (fp, "%d,%f", &i, &t);
完成從指定的磁盤文件上讀取ASCII字符,並按"%d"和"%f"型格式轉換成二進制形式的數據送給變量i和t。
2.格式化輸出函數 fprintf( )
fprintf函數的調用形式：
fprintf (fp, 格式控制串, 輸出列表);
其中：fp指向將要寫入文件的文件指針,格式控制串和輸出列表的內容及對應關系與前面章節中介紹的printf函數相同。
fprintf函數的功能是：將輸出列表中的各個變量或常量,依次按格式控制符說明的格式寫入fp指向的文件。該函數調用的返回值是實際輸出的字符數。
例12-8.C：從鍵盤輸入一個字符串和一個十進制整數,將它們寫入test文件中,然后再從test文件中讀出並顯示在屏幕上。
#include <stdio.h>
main( )
{ char s[80];
int a;
FILE *fp;
if ((fp=fopen("test", "w")) == NULL) /* 以寫方式打開文本文件 */
{ printf ("Cannot open file.\n");
exit(1);
}
fscanf (stdin, "%s%d", s, &a); /* 從標准輸入設備(鍵盤)上讀取數據 */
fprintf(fp, "%s %d", s, a); /* 以格式輸出方式寫入文件 */
fclose (fp); /* 寫文件結束關閉文件 */
if ((fp=fopen("test", "r")) == NULL) /* 以讀方式打開文本文件 */
{ printf ("Cannot open file.\n");
exit(1);
}
fscanf (fp, "%s%d", s, &a); /* 以格式輸入方式從文件讀取數據 */
fprintf(stdout, "%s %d\n", s, a); /* 將數據顯示到標准輸出設備(屏幕)上 */
fclose(fp); /* 讀文件結束關閉文件 */
}
12.3.4 文件的數據塊輸入/輸出函數
這類函數是ANSI C標准對緩沖文件系統所做的擴充,以方便文件操作實現一次讀寫一組數據的功能。例如采用這種方式對數組和結構進行整體的輸入輸出是比較方便的。
1.文件數據塊讀函數fread( )
fread函數的調用形式：
fread ( buffer, size, count, fp);
其中：buffer是一個指針,是指向輸入數據存放在內存區的起始地址;size是要輸入的字節數;count是要輸入大小為size個字節的數據塊的個數;fp是文件指針。
fread函數的功能是：對fp所指向的文件讀取count次,每次讀取一個大小為size的數據塊,將讀取的各數據塊存到buffer指向的內存區。該函數的返回值是實際讀取的count的值。
2.文件數據塊寫函數fwrite( )
fwrite函數的調用形式：
fwrite ( buffer, size, count, fp);
fwrite函數的參數及其功能與fread函數類似,只是對文件的操作而言是互逆的,一個是讀取,一個是寫入。
例12-9：從鍵盤輸入3個學生的數據,將它們存入文件student;然后再從文件中讀出數據,顯示在屏幕上。
#include <stdio.h>
#define SIZE 3
struct student /* 定義結構 */
{ long num;
char name[10];
int age;
char address[10];
} stu[SIZE], out;
void fsave ( )
{ FILE *fp;
int i;
if (( fp=fopen("student","wb")) == NULL ) /* 以二進制寫方式打開文件 */
{ printf ("Cannot open file.\n"); /* 打開文件的出錯處理 */
exit(1); /* 出錯后返回,停止運行 */
}
for (i=0; i<SIZE; i++) /* 將學生的信息(結構)以數據塊形式寫入文件 */
if (fwrite(&stu[i], sizeof(struct student), 1, fp) != 1)
printf("File write error.\n"); /* 寫過程中的出錯處理 */
fclose (fp); /* 關閉文件 */
}
main ( )
{ FILE *fp;
int i;
for (i=0; i<SIZE; i++) /* 從鍵盤讀入學生的信息(結構) */
{ printf("Input student %d:", i+1);
scanf ("%ld%s%d%s", &stu[i].num, stu[i].name, &stu[i].age, stu[i].address );
}
fsave( ); /* 調用函數保存學生信息 */
fp = fopen ("student", "rb"); /* 以二進制讀方式打開數據文件 */
printf (" No. Name Age Address\n");
while ( fread(&out, sizeof(out), 1, fp) ) /* 以讀數據塊方式讀入信息 */
printf ("%8ld %-10s %4d %-10s\n", out.num, out.name, out.age, out.address );
fclose(fp); /* 關閉文件 */
}