C語言中文件的操作（上）
C語言的文件以字節為單位，即以字節為單位進行讀寫。
C的文件類型分為兩類：ASCII文件和二進制文件，ASCII文件又稱為文本件。二進制文件則稱為非文本文件。
例如：數據10000的表示形式分別如下。
在內存中存儲形式：
00100111 00010000
在磁盤中的存儲形式:
ASCII形式(文本文件):
00110001 00110000 00110000 00110000
(1) (0) (0) (0)
二進制格式(非文本文件)
00100111 00010000
緩沖文件系統
緩沖文件系統是指：系統在內存區自動為每一個正在使用的文件開辟一個緩沖區，它的大小由C的版本確定，一般為512Byte。內存與磁盤空間的數據交換都必須經過緩沖區，而且必須充滿緩沖區(文件結束時可以不要求)。
非緩沖區文件系統
非緩沖區文件系統：系統不自動開辟緩沖區的大小，而由程序為每一個文件設訂緩沖區。這種處理方式為早期的C語言采用。
打開文件函數-- fopen( )函數的調用方式：
FILE *fp；
fp=fopen(文件名，使用文件方式);
該函數執行后將打開一個文件。參數中文件名即是要打開的文件的名稱，使用文件的方式即是讀寫的方式，使用方式下表，fp則是指向正要打開的文件。fopen函數帶回指向文件的指針賦給fp，這樣fp和文件相連系了。
文件使用方式 含義
“r” (只讀) 為輸入打開一個文本文件
“w” (只寫) 為輸出打開一個文本文件
“a” (追加) 向文本文件尾增加數據
“rb” (只讀) 為輸入打開一個二進制文件
“wb” (只寫) 為輸出打開一個二進制文件
“ab” (追加) 向二進制文件尾增加數據
“r+” (讀寫) 為讀/寫打開一個文本文件
“w+” (讀寫) 為讀/寫建立一個新的文本文件
“a+” (讀寫) 為讀/寫打開一個文本文件
“rb+” (讀寫) 為讀/寫打開一個二進制文件
“wb+” (讀寫) 為讀/寫建立一個新的二進制文件
“ab+” (讀寫) 為讀/寫打開一個二進制文件
說明：
(1) 用r(只讀)方式打開文件只能用于程序從文件輸入數據，不能向文件輸出數據，而且要求該文件已經存在，否則函數fopen()將返回空指針ＮＵＬＬ。
(2) 用w（只寫）方式打開的文件只能用于向文件輸出數據，不能從該文件中輸入數據，如果打開時原文件不存在，則新建該文件，如果原文件已經存在，則刪除原文件里的數據。
(3)用a(追加）方式打開的文件，表示不刪除原文件里的數據，而是從文件的末尾開始填加數據，要求被打開的文件已經存在，打開后，文件的位置指針將定位在文件的末尾，如果打開的文件已經存在，則函數fopen()返回一個空指針。
(4)用r+, w+,a+(讀／寫)方式打開的文件，既可以從文件輸入數據，也可以向文件輸出數據，其中r+只允許打開已存在的文件，用w+方式打開，則系統新建一個文件，先向文件輸出數據，然后才能從文件中輸入數據。用a+方式是打開已經存在的文件，并且文件的位置指針定位在文件的末尾，先準備向文件添加數據，以后也可以從文件中輸入數據。
(5)上述打開的文件都是針對文本文件，如果要打開二進制文件，必須在使用方式后面添上字符b，如rb表示以只讀方式打開一個二進制文件。
使用打開函數時需要注意以下幾點：
1.讀寫文件函數的使用與文件的打開方式必須相匹配。
2.用文本文件的計算機輸入時，將回車換行符轉為一個換行符，在輸出時把換行符按原樣轉換回去。
3.在程序運行時，系統自動打開三個標準文件：標準輸入、標準輸出、標準出錯輸出。
關閉文件函數-- fclose( )函數的調用方式：
FILE *fp；
fclose(fp);
fclose()的作用是使文件指針變量撤消原先調用fopen()函數時所建立的它與文件的聯系。
C語言中文件的操作（下）
文件的讀寫
文件被打開后,立即可以執行讀寫操作.在下面的函數中所應用的fp是指文件指針變量,它從fopen( )函數得到返回值,在下面使用fp之處,不再另加說明.
測試文件尾函數--feof( )函數
調用方式: feof(fp) 該函數用來測試fp所指向的文件的當前狀態: 文件結束,函數值為1 否則值為0
讀寫一個字符函數--函數fgetc()和fputc()
調用形式分別為: ch=fgetc(fp); fputc(ch,fp); fgetc()函數將fp指向的文件的一個字符讀到內存,賦給字符變量ch.如果遇文件結束符時,函數返回值為1. 為便于書寫,在stdio.h中將fgetc()和fputc()定義宏名為getc()和putc():
#define getc(fp) fgetc(fp)
#define putc(ch,fp) fputc(ch,fp)
例:從鍵盤輸入一些字符逐個送入磁盤，直到#為止。再將此盤文件讀入內存，逐個顯示在光屏。
# include "stdio.h"
main( )
{FILE *fp;
char ch,filename[10];
scanf("%s",filename); /*讀入磁盤文件名*/
if((fp=fopen(filename,"w"))==NULL) /*建立新文件 */
{ printf("cannot open file\n"); /*建立新文件出錯誤信息*/
exit(1); /*終止調用過程、關閉所有文件*/
}
ch=getchar( ); /*從鍵盤讀入一個字符*/
while(ch!='#') /*讀到#時停止輸入*/
{ fputc(ch,fp); /*將ch內字符寫入fp指向的文件*/
ch=getchar( );
}
close(fp); /*關閉fp所指向的文件*/
if((fp=fopen(filename,"r"))==NULL) /*將filename 以'r'方式打開*/
{printf("cannot open file\n");
exit (1);
}
ch=fgetc(fp); /*從fp指向的文件讀一個字符給ch變量 */
while(ch!=EOF) /*讀到文件結束符EOF時結束 */
{putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
fclose(fp); /*關閉文件*/
}
請你運行程序，按如下的輸入，可以得到如下的結果：
file.c basic、fortran and c
computer #
basic、fortran and c
computer
用DOS命令TYPE檢查file.c的內容：
C:>TYPE file.c
basic、fortran and c
computer
讀寫數據塊函數--fread( )和fwrite( )函數
調用方式分別為： fread(buffer,size,count,fp);
該函數將fp指向的文件的數據以數據塊的形式讀入內存buffer。
fwrite(buffer,size,count,fp);
該函數將內存buffer的內容以數據塊的形式寫入fp指向的文件。 其中： buffer：是一個指針。對于fread來說 它是讀入數據的有效地址。對 fwrite來說，是要寫盤的數據地址（起始地址）。 size：要讀寫的字節數。 count：要進行讀寫多少個size字節的 數據項。 fp：文件型指針 如果fread或fwrite調用成功，則函數返回值為count的值。 若文件以二進制形式打開，用fread和fwrite函數就可以讀寫任何類型的信息。如： fread(f,4,2,fp); f為實型數組名,4表示個實型變量占4個字節,2表示讀入2次,fp向的文件數據.
例:從鍵盤輸入4個學生的有關數據，然后把它們轉存到磁盤文件上去。
#include"stdio.h"
#define SIZE 4
struct student_type
{char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}stud[SIZE];
void save() /*save( )函數，將數據送到"stu_list"磁盤文件中去。*/
{FILE *fp;
int i;
if((fp=fopen("stu_list","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)
/*函數sizeof 計算一個結構體student_type的變量長度29(10+2+2+15)字節*/
printf("file write error\n");
}
main() /*在主函數main( )中的終端讀入4個學生的數據，然后調用save( )函數。*/
{int i;
for(i=0;i<SIZE;i++)
scanf("%s%d%d%s",stud[i].name,&stud[i].num,&stud[i].age, stud[i].addr);
save();
}
運行情況如下。
輸入4個學生的姓名、學號、年齡和地址：
zhang 1001 17 room-101
fun 1002 18 room-102
tan 1003 19 room-103
ling 1004 20 room-104
好了,數據已經存入文件中了.如何驗證呢？請看例：
驗證上例讀入的磁盤文件"stu_list"數據是否正確，將該盤文件讀入內存，并從熒屏上顯示。
#include"stdio.h"
#define SIZE 4
struct student_type
{char name[10];
int num;
int age;
char addr[15];
}stud[SIZE];
main( )
{int i;
FILE *fp;
fp=fopen("stu_list","rb");
for(i=0;i<SIZE;i++)
{fread(&stud[i],sizeof(struct student_type),1,fp);
printf("%-10s%4d%4d%-l5s\n",stud[i].name, stud[i].num,stud[i].age,stud[i].addr);
}
}
程序運行時，屏幕將顯示出以下信息：
zhang 1001 17 room-101
fun 1002 18 room-102
tan 1003 19 room-103
ling 1004 20 room-104
正是上例存入的數據.
程序注釋:
原始數據以ASCII 形式輸入到內存時，回車換行符換成一個換行符。以"wb"方式從內存寫到文件"stu_list"，以及再以"rb"方式將"stu_list"文件讀入內存，其間都不發生字符轉換。當用printf函數輸出到屏幕時以ASCII 形式輸出，換行符又轉換為回車加換行符。
格式化讀寫函數--fscanf( )函數和fprint( )函數
調用方式分別是： fscanf(文件指針,格式字符串,輸入表)；
fscanf 函數將指針指向的文件內容,以格式符要求的形式,讀入內存指定地址內 fprintf(文件指針,格式字符串,輸出表)；fprintf 函數是將內存指定地址內的內容，以格式符要求的形式，輸出到指針指向的文件
說明： 以上兩個函數與scanf( ) 和printf( )函數 只有一點不同：即前二者的讀寫對象是磁盤數據文件，即是文件指針指向的磁盤文件。 用fscanf( )和fprintf( )函數對磁盤文件 進行讀寫，使用方便，容易理解，但是，由于輸入是要將ASCII碼轉換為二進制形式，輸出時又要將二進制形式轉換成字符，花費時間較多。因此，在內存與磁盤頻繁交換數據的情況下，最好不用fscanf( )和fprintf( )函數，而用fread和fwrite函數。
例:編制一個程序，建立一個電話簿，包括姓名和電話號碼兩項內容，該程序有增加新姓名和電話號碼的功能，也可以根據姓名查詢已經存入電話簿的電話號碼。
程序在設計時將分別設計成三個函數：
1.菜單選項--menu( )
2.增加新電話號碼--add-num( )
3.查詢老電話號碼--lookup( )。
程序如下：
#include "stdio.h"
void add_num( ),lookup( );
main( )
{ char choice;
do{choice=menu( );
switch(choice)
{ case 'A':add_num( ); break;
case 'L':lookup( ); break; }
}while(choice!='Q');
}
menu( )
{ char ch;
do{
printf("(A)dd,(L)ookup or (Q)uit:");
ch=tolower(getche( ));
printf("\n"); }
while(ch!='Q'&&ch!='A'&&ch!='L');
return ch;
}
void add_num( )
{ FILE * fp;
char name[80];
int a_code,exchg,num;
if((fp=fopen("phone","a"))==NULL)
{ printf("cannot open directory file\n"); exit(1); }
printf("enter name and number:");
fscanf(stdin,"%s%d%d%d",name,&a_code,&exchg,&num);
fscanf(stdin,"%*c");
fprintf(fp,"%s %d %d %d n",name,a_code,exchg,num);
fclose(fp);
}
void lookup( )
{ FILE *fp;
char name[80],name2[80];
int a_code,exchg,num;
if((fp=fopen("phone","r"))==NULL)
{ printf("cannot open directory file\n"); exit(1); }
printf("name?");
gets(name);
while(!feof(fp))
{fscanf(fp,"%s%d%d%d",name2,&a_code,&exchg,&num);
if(!strcmp(name,name2))
{printf("%s: (%d)%d-%d\n",name,a_code,exchg,num); break; }
}
fclose(fp);
}
請運行程序，可以得到如下結果：
(A)dd,(L)ookup or (Q)uit:A Enter name and number: Liming 6789 1234 135
(A)dd,(L)ookup or (Q)uit:A Enter name and number: Lihung 5678 235 357
(A)dd,(L)ookup or (Q)uit:L name?Liming Liming:(6789)1234-135
(A)dd,(L)ookup or (Q)uit:Q
讀入整型量函數--- getw( )函數和putw( )函數
調用方式如下例：
i=getw(fp);
它的作用是從磁盤文件讀一個整數到內存，賦給整型變量i。
putw(10,fp);
它的作用是將整數10輸出到fp指向的文件。
讀寫字符串函數-- fgets( )函數和fputs( )函數
調用方式分別為：
fgets(字符數組,n,fp);
fgets( )函數的作用是將fp指向的文件中
(n－1)個字符讀入字符數組，并且加結束符“\0”,若在(n-1) 個字符前遇到EOF或換行符，均結束讀入。
fputs(字符數組,fp);
fputs( )函數的作用是向指定的文件輸出一個字符串。如：
fputs(“china”,fp);
說明：
fgets( )和fputs( )函數與gets( )和puts( )函數的不同之處也在于：
前二者的讀寫對象為指定的文件。
用戶自定義讀寫函數
如果用戶對于讀寫盤文件還有特殊的要求，或者是在某些C編譯的庫函數中，不包括前面所介紹的那些讀寫函數，用戶也可以自己定義函數。
比如：
定義getw函數
getw(fp)
FILE *fp;
{char *s; int i;
s=&i;
s[0]=getc(fp); s[1]=getc(fp);
return(i);
}
定義putw函數
putw(i,fp)
int i;
FILE *fp;
{char *s;
s=&i;
putc(s[0],fp);putc(s[1],fp);
return(i);
}
文件中有一個位置指針，指向當前的讀寫的位置。文件位置指針和指向文件的指針是兩個不同的概念，讀者必須要加以區分。位置指針隨讀寫的進行而移動，由移動方式確定了兩類讀寫：順序讀寫與隨機讀寫。如果位置指針按字節順序移動，就是順序讀寫。如果可以將位置指針按須要移動到任意位置，則可以實現隨機讀寫。位置指針的當前位置用相對于文件開頭的位移量表示。掌握當前位置指針情況，對讀寫的進行非常重要。
文件輸入輸出函數一覽表
分類 函數名 功能
打開文件
fopen( ) 打開文件。
關閉文件
fclose( ) 關閉文件。
exit( ) 退出程序功能。
文件定位
fseek( ) 改變文件位置指針位置。
rewind( ) 使文件位置指針重新置于文件開頭。
ftell( ) 返回文件位置指針的當前值。
文件讀寫
fgetc( ),getc( ) 從指定文件取得一個字符。
fputc( ),putc( ) 把字符輸出到指定文件。
fgets( ) 從指定文件讀取字符串。
fputs( ) 把字符串輸出到指定文件。
getw( ) 從指定文件讀取一個字(int型)。
putw( ) 把一個字(int型)輸出到指定文件。
fread( ) 從指定文件中讀取數據項。
fwrite( ) 把數據項寫到指定文件。
fscanf( ) 從指定文件按格式輸入數據。
fprintf( ) 按指定格式將數據寫到指定文件中。
文件狀態
feof( ) 若到文件末尾，函數值為“真”(非0)。
ferror( ) 若對文件操作出錯，函數值為“真”(非0)。
clearerr( ) 使ferror和feof函數值置零。
常見的文件讀、寫錯誤
1. 使用文件時忘記打開文件。用后又忘記關閉文件，造成文件的數據丟失。
2. 混淆文件指針與文件讀/寫的位置指針的概念。
3. 不明確當前位置指針的位置，造成讀/寫錯誤。
4. 不能使文件正確定位。
5. 文件的打開與使用方式不匹配。
例如，對文件以只讀方式打開，卻對文件進行讀寫，請看程序：
if((fp=fopen(“test”,“r”))==NULL)
{printf(“cannot open this file\n”);
exit(1);
}
ch=fget(fp);
while(ch!=‘#’)
{ch=ch+4;
fputc(ch,fp);
ch=fget(fp);
}
以上程序段的“r”應改作“r+”。
