第10章 對文件的輸入輸出
文件的分類
程序文件、數據文件、磁盤文件、輸入文件、輸出文件、
“文件”指存儲在外部介質上數據的集合
輸入操作時，數據從文件流向計算機內存
輸出操作時，數據從計算機流向文件
無論是用Word打開或保存文件，還是C程序中的輸入輸出都是通過操作系統進行的
“流”是一個傳輸通道，數據可以從運行環境流入程序中，或從程序流至運行環境
文件標識包括三部分：
(1) 文件路徑
(2) 文件名主干
(3) 文件后綴
根據數據的組織形式，數據文件可分為ASCII文件和二進制文件。
數據在內存中是以二進制形式存儲的，如果不加轉換地輸出到外存，就是二進制文件
如果要求在外存上以ASCII代碼形式存儲，則需要在存儲前進行轉換
ASCII文件又稱文本文件，每一個字節放一個字符的ASCII代碼
字符一律以ASCII形式存儲
文件緩沖區
打開和關閉文件
用fopen函數打開數據文件
用fclose函數關閉數據文件
fopen函數的調用方式為：
fopen(文件名,使用文件方式);
例如：
fopen(“a1”,”r”);
表示要打開名為“a1”的文件，使用文件方式為“讀入”
fopen函數的返回值是指向a1文件的指針
通常將fopen函數的返回值賦給一個指向文件的指針變量。如：
FILE *fp;
fp=fopen(“a1”,”r”);
fp和文件a1相聯系，fp指向了a1文件
在打開一個文件時，通知編譯系統以下3個信息：
① 需要訪問的文件的名字
② 使用文件的方式（“讀”還是“寫”等）
③ 讓哪一個指針變量指向被打開的文件
r---只讀
w---只寫
a---希望向文件末尾添加新的數據
r+、w+、a+、輸入數據和輸出數據
如果打開失敗，fopen函數將帶回一個空指針值NULL
常用下面的方法打開一個文件：
if ((fp=fopen(“file1”,’r″))==NULL)
{ printf(“cannot open this file\n”);
exit(0);//終止正在執行的程序
}
標准輸入流、標准輸出流、標准出錯輸出流。
關閉文件用fclose函數。fclose函數調用的一般形式為
fclose(文件指針);
例如：
fclose (fp);
順序讀寫數據文件
讀寫一個字符的函數
| 函數名 | 調用形式 | 功能 | 返回值 |
|---|---|---|---|
| fgetc | fgetc(fp) | 從fp指向的文件讀入一個字符 | 讀成功，帶回所讀的字符，失敗則返回文件結束標志EOF(即-1) |
| fputc | fputc(ch,fp) | 把字符ch寫到文件指針變量fp所指向的文件中 | 寫成功，返回值就是輸出的字符；輸出失敗，則返回EOF(即-1) |
例10.1 從鍵盤輸入一些字符，逐個把它們送到磁盤上去，直到用戶輸入一個“＃”為止。
思路：用fgetc函數從鍵盤逐個輸入字符，然后用fputc函數寫到磁盤文件即可。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{ FILE *fp;
char ch, filename[10];
printf("請輸入所用的文件名：");
scanf("%s",filename);
if((fp=fopen(filename,"w"))==NULL)
{ printf("無法打開此文件\n");
exit(0);
}
ch=getchar( );
printf("請輸入一個字符串(以#結束)：");
ch=getchar( );
while(ch!='#')
{ fputc(ch,fp);
putchar(ch);
ch=getchar();
}
fclose(fp);
putchar(10);
return 0;
}
例10.2 將一個磁盤文件中的信息復制到另一個磁盤文件中。今要求將上例建立的file1.dat文件中的內容復制到另一個磁盤文件file2.dat中。
思路：處理此問題的算法是：從file1.dat文件中逐個讀入字符，然后逐個輸出到file2.dat中。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main( )
{ FILE *in,*out;
char ch, infile[10], outfile[10];
printf("輸入讀入文件的名字:");
scanf("%s",infile);
printf("輸入輸出文件的名字:");
scanf(“%s”,outfile);
if ((in=fopen(infile,“r”))==NULL)
{ printf("無法打開此文件\n"); exit(0);}
if ((out=fopen(outfile,“w”))==NULL)
{ printf("無法打開此文件\n"); exit(0); }
while(!feof(in)) //檢查當前讀寫位置是否移到文件末尾
{ ch=fgetc(in);
fputc(ch,out);
putchar(ch);
}
putchar(10);
fclose(in);
fclose(out);
return 0;
}
讀寫一個字符串的函數
| 函數名 | 調用形式 | 功能 | 返回值 |
|---|---|---|---|
| fgetc | fgetc(fp) | 從fp指向的文件讀入長度為(n-1)的字符串，存放到字符數組str中 | 讀成功，返回地址str，失敗則返回NULL) |
| fputc | fputc(ch,fp) | str所指向的字符串寫到文件指針變量fp所指向的文件中 | 寫成功，返回0；否則返回非0值 |
說明：
fgets函數的函數原型為：
char *fgets (char *str, int n, FILE *fp);
其作用是從文件讀入一個字符串
調用時可以寫成：
fgets(str,n,fp);
fgets(str,n,fp);中n是要求得到的字符個數，但實際上只讀n-1個字符，然后在最后加一個’\0’字符，這樣得到的字符串共有n個字符，把它們放到字符數組str中
如果在讀完n-1個字符之前遇到換行符“\n”或文件結束符EOF，讀入即結束，但將所遇到的換行符“\n”也作為一個字符讀入
執行fgets成功，返回str數組首地址，如果一開始就遇到文件尾或讀數據錯，返回NULL
fputs函數的函數原型為：
int fputs (char *str, FILE *fp);
str指向的字符串輸出到fp所指向的文件中
調用時可以寫成： fputs(″China”,fp);
fputs函數中第一個參數可以是字符串常量、字符數組名或字符型指針
字符串末尾的′\0′不輸出
輸出成功，函數值為０；失敗，函數值為EOF
例10.3 從鍵盤讀入若干個字符串，對它們按字母大小的順序排序，然后把排好序的字符串送到磁盤文件中保存。
思路：為解決問題，可分為三個步驟：
從鍵盤讀入n個字符串，存放在一個二維字符數組中，每一個一維數組存放一個字符串；
對字符數組中的n個字符串按字母順序排序，排好序的字符串仍存放在字符數組中；
將字符數組中的字符串順序輸出。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{ FILE *fp;
char str[3][10],temp[10];
int i,j,k,n=3;
printf("Enter strings:\n");
for(i=0;i<n;i++) gets(str[i]);
for(i=0;i<n-1;i++)
{ k=i;
for(j=i+1;j<n;j++)
if(strcmp(str[k],str[j])>0) k=j;
if(k!=i)
{ strcpy(temp,str[i]); strcpy(str[i],str[k]);
strcpy(str[k],temp);}
}
if((fp=fopen("string.dat", "w"))==NULL)
{ printf("can't open file!\n"); exit(0);}
printf("\nThe new sequence:\n");
for(i=0;i<n;i++)
{ fputs(str[i],fp);
fputs("\n",fp);
printf("%s\n",str[i]);
}
return 0;
}
用格式化的方式讀寫文件
一般調用方式為：
fprintf(文件指針,格式字符串,輸出表列);
fscanf (文件指針,格式字符串,輸入表列);
如：
fprintf (fp,”%d,%6.2f”,i,f);
fscanf (fp,”%d,%f”,&i,&f);
用二進制方式向文件讀寫一組數據
fread(buffer，size，count，fp);
fwrite(buffer，size，count，fp);
例10.4 從鍵盤輸入10個學生的有關數據，然后把它們轉存到磁盤文件上去。
思路：定義有10個元素的結構體數組，用來存放10個學生的數據
從main函數輸入10個學生的數據
用save函數實現向磁盤輸出學生數據
用fwrite函數一次輸出一個學生的數據
#include <stdio.h>
#define SIZE 10
struct Student_type
{ char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}stud[SIZE];
void save( )
{ FILE *fp; int i;
if ((fp=fopen("stu.dat","wb"))==NULL)
{ printf("cannot open file\n");
return;
}
for (i=0;i<SIZE;i++)
if (fwrite(&stud[i], sizeof(struct Student_type), 1,fp)!=1)
printf("file write error\n");
fclose(fp);
}
int main()
{ int i;
printf("enter data of students:\n");
for(i=0;i<SIZE;i++)
scanf("%s%d%d%s",
stud[i].name,&stud[i].num,
&stud[i].age,stud[i].addr);
save( );
return 0;
}
為了驗證在磁盤文件“stu.dat”中是否已存在此數據，可以用以下程序從“stu.dat”文件中讀入數據，然后在屏幕上輸出。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 10
struct Student_type
{ char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}stud[SIZE];
int main( )
{ int i; FILE *fp;
if ((fp=fopen("stu.dat","rb"))==NULL)
{ printf("cannot open file\n"); exit(0); }
for (i=0;i<SIZE;i++)
{ fread (&stud[i],sizeof(struct
Student_type),1,fp);
printf (“%-10s %4d %4d %-15s\n”,
stud[i].name,stud[i].num,
stud[i]. age,stud[i].addr);
}
fclose (fp);
return 0;
}
如果修改例10.4：從已有的二進制文件“stu.list”中，讀入數據並輸出到“stu.dat”文件中，應如何修改程序？
思路：編寫load函數
main函數中再調用load函數
void load( )
{ FILE *fp; int i; if((fp=fopen("stu_list","rb"))==NULL)
{ printf("cannot open infile\n"); return;}
for (i=0;i<SIZE;i++)
if (fread(&stud[i],sizeof(struct student_type),1,fp)!=1)
{ if(feof(fp))
{ fclose(fp); return;}
printf("file read error\n");
}
fclose (fp);
}
int main()
{ load();
save();
return 0;
}
隨機讀寫數據文件
文件位置標記的定位
可以強制使文件位置標記指向指定的位置
可以用以下函數實現：
(1) 用rewind函數使文件標記指向文件開頭
rewind函數的作用是使文件標記重新返回文件的開頭，此函數沒有返回值。
例10.5 有一個磁盤文件，內有一些信息。要求第一次將它的內容顯示在屏幕上，第二次把它復制到另一文件上。
思路：因為在第一次讀入完文件內容后，文件標記已指到文件的末尾，如果再接着讀數據，就遇到文件結束標志，feof函數的值等於1(真)，無法再讀數據
必須在程序中用rewind函數使位置指針返回文件的開頭
#include<stdio.h>
int main()
{ FILE *fp1,*fp2;
fp1=fopen(“file1.dat”,“r”);
fp2=fopen(“file2.dat”,“w”);
while(!feof(fp1))
putchar(getc(fp1));
putchar(10);
rewind(fp1);
while(!feof(fp1))
putc(getc(fp1),fp2);
fclose(fp1); fclose(fp2);
return 0;
}
文件位置標記的定位
可以強制使文件標記指向指定的位置
可以用以下函數實現：
(2) 用fseek函數改變文件標記
fseek函數的調用形式為：
fseek(文件類型指針,位移量,起始點)
起始點0代表“文件開始位置”，1為“當前位置”，2為“文件末尾位置”
C標准指定的名字
| 起始點 | 名 字 | 用數字代表 |
|---|---|---|
| 文件開始位置 | SEEK_SET | 0 |
| 文件當前位置 | SEEK_CUR | 1 |
| 文件末尾位置 | SEEK_END | 2 |
fseek函數一般用於二進制文件。下面是fseek函數調用的幾個例子：
fseek (fp,100L,0);
fseek (fp,50L,1);
fseek (fp,-10L,2);
文件位置標記的定位
可以強制使文件位置標記指向指定的位置
可以用以下函數實現：
(3) 用ftell函數測定文件位置標記的當前位置
ftell函數的作用是得到流式文件中文件位置標記的當前位置。
由於文件中的文件位置標記經常移動，人們往往不容易知道其當前位置，所以常用ftell函數得到當前位置，用相對於文件開頭的位移量來表示。如果調用函數時出錯（如不存在fp指向的文件），ftell函數返回值為-1L。例如：
i=ftell(fp);
if(i==-1L) printf(“error\n”);
例10.6 在磁盤文件上存有10個學生的數據。要求將第1,3,5,7,9個學生數據輸入計算機，並在屏幕上顯示出來。（要求：從例10.4中建立的“stu.dat”中讀入數據）
思路：按二進制只讀方式打開文件
將文件位置標記指向文件的開頭，讀入一個學生的信息，並把它顯示在屏幕上
再將文件標記指向文件中第3，5，7，9個學生的數據區的開頭，讀入相應學生的信息，並把它顯示在屏幕上
關閉文件
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct St
{ char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}stud[10];
int main()
{ int i; FILE *fp;
if((fp=fopen(“stu.dat”,“rb”))==NULL)
{ printf("can not open file\n"); exit(0); }
for(i=0;i<10;i+=2)
{ fseek(fp,i*sizeof(struct St),0);
fread(&stud[i], sizeof(struct St),1,fp);
printf(“%-10s %4d %4d %-15s\n”,
stud[i].name,stud[i].num,
stud[i].age,stud[i].addr);
}
fclose(fp); return 0;
}
文件讀寫的出錯檢測
-
ferror函數
ferror函數的一般調用形式為：ferror(fp);
如果返回值為0，表示未出錯，否則表示出錯
每次調用輸入輸出函數，都產生新的ferror函數值，因此調用輸入輸出函數后立即檢查
調用fopen時，ferror的初始值自動置為0 -
clearerr函數
作用是使文件錯誤標志和文件結束標志置為0
調用一個輸入輸出函數時出現錯誤（ferror值為非零值），立即調用clearerr(fp)，使ferror(fp)值變0，以便再進行下一次檢測
只要出現文件讀寫錯誤標志，它就一直保留，直到對同一文件調用clearerr函數或rewind函數，或任何其他一個輸入輸出函數