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第 26 章

  15。程序第 17 行用指针方式输出了这三个域的值。

  12.3 本章小结

  1. 位运算是C语言的一种特殊运算功能, 它是以二进制位为单位进行运算的。位运算

  符只有逻辑运算和移位运算两类。位运算符可以与赋值符一起组成复合赋值符。如

  &=,|=,^=,>>=,<<=等。

  2. 利用位运算可以完成汇编语言的某些功能,如置位,位清零,移位等。还可进行数

  据的压缩存储和并行运算。

  3. 位域在本质上也是结构类型,不过它的成员按二进制位分配内存。其定义、说明及

  使用的方式都与结构相同。

  4. 位域提供了一种手段,使得可在高级语言中实现数据的压缩,节省了存储空间,同

  时也提高了程序的效率。

  13.1 C 文件概述

  13 文件

  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cāo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:

  ASCII 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cāo作。

  13.2 文件指针

  在C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cāo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cāo作。习惯上也笼统地把 fp 称为指向一个文

  件的指针。

  13.3 文件的打开与关闭

  文件在进行读写cāo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cāo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cāo作。

  在C语言中,文件cāo作都是由库函数来完成的。在本章内将介绍主要的文件cāo作函数。

  13.3.1 文件的打开(fopen 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cāo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”cāo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cāo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

  “rt”

  “wt”

  “at”

  “rb”

  “wb”

  “ab”

  意义

  只读打开一个文本文件,只允许读数据

  只写打开或建立一个文本文件,只允许写数据

  追加打开一个文本文件,并在文件末尾写数据

  只读打开一个二进制文件,只允许读数据

  只写打开或建立一个二进制文件,只允许写数据

  追加打开一个二进制文件,并在文件末尾写数据

  “rt+”

  “wt+”

  “at+”

  “rb+”

  “wb+”

  “ab+”

  读写打开一个文本文件,允许读和写

  读写打开或建立一个文本文件,允许读写

  读写打开一个文本文件,允许读,或在文件末追加数据

  读写打开一个二进制文件,允许读和写

  读写打开或建立一个二进制文件,允许读和写

  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(banary):   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:

  6)   if((fp=fopen("c:\\hzk16","rb")==NULL)

  {

  printf("\nerror on open c:\\hzk16 file!");

  getch();

  exit(1);

  }

  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:\ hzk16 file!”,下一行 getch()的功能是从键盘输

  入一个字符,但不在屏幕上显示。在这里,该行的作用是等待,只有当用户从键盘敲任

  一键时,程序才继续执行,因此用户可利用这个等待时间阅读出错提示。敲键后执行

  exit(1)退出程序。

  7) 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。

  8) 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。

  13.3.2 文件关闭函数(fclose 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cāo作时,fclose 函数返回值为 0。如返回非零值则表示有错误发生。

  13.4 文件的读写

  对文件的读和写是最常用的文件cāo作。在C语言中提供了多种文件读写的函数:

  ?\u23383X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

  ?\u26684X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。

  13.4.1 字符读写函数 fgetc 和 fputc

  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。

  1. 读字符函数 fgetc

  fgetc 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 13.1】读入文件 c1.doc,在屏幕上输出。

  #include<stdio.h>

  main()

  {

  FILE *fp;

  char ch;

  if((fp=fopen("d:\\jrzh\\example\\c1.txt","rt"))==NULL)

  {

  printf("\nCannot open file strike any key exit!");

  getch();

  exit(1);

  }

  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“d:\\jrzh\\example\\ex1_1.c”,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。

  2. 写字符函数 fputc

  fputc 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 13.2】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<stdio.h>

  main()

  {

  FILE *fp;

  char ch;

  if((fp=fopen("d:\\jrzh\\example\\string","wt+"))==NULL)

  {

  printf("Cannot open file strike any key exit!");

  getch();

  exit(1);

  }

  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

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