Chap 12 文件 12.1 学生成绩文件统计 12.2 用户信息加密和校验 12.3 文件综合应用：资金账户管理

本章要点 什么是文件？C文件是如何存储的？ 什么是文件缓冲系统？工作原理如何？ 什么是文本文件和二进制文件？ 怎样打开、关闭文件？ 怎样编写文件读写程序？ 怎样编写程序，实现简单的数据处理？

12.1 学生成绩文件统计 【例12-1】有5位学生的计算机等级考试成绩被事先保存在数据文件C:\f12-1.txt(C盘根目录下的文件f12-1.txt，需事先准备好该文件)中，包括学号、姓名和分数，文件内容如下： 301101 Zhangwen 91 301102 Chenhui 85 301103 Wangweidong 76 301104 Zhengwei 69 301105 Guowentao 55 请读出文件的所有内容显示到屏幕，并输出平均分。

例12-1 源程序 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <process.h> int main(void) { FILE *fp; /*1.定义文件指针*/ long num; char stname[20]; int i, score; int avg_score = 0; if((fp=fopen("c:\\f12-1.txt","r")) == NULL) /*2.打开文件*/ printf("File open error!\n"); exit(0); } 续下页….

例12-1 源程序 /*3.文件处理（逐个读入和处理数据）*/ for(i=0;i<5;i++) { /*从文件读入成绩保存到变量*/ 接上页…… /*3.文件处理（逐个读入和处理数据）*/ for(i=0;i<5;i++) { /*从文件读入成绩保存到变量*/ fscanf(fp,"%ld%s%d",&num,stname,&score); avg_score += score; /*统计总分*/ /*输出成绩到屏幕*/ printf("%ld %s %d\n",num,stname,score); } /*输出平均分到屏幕*/ printf("Average score: %d\n", avg_score/5); if(fclose(fp)){ /*4.关闭文件*/ printf( "Can not close the file!\n" ); exit(0); return 0;

12.1.2 文件的概念 文件：操作系统中的文件是指驻留在外部介质（如磁盘等）中的一个有序数据集。 各种类型的文件 文件的特点: 程序文件：源文件、目标程序、可执行程序 数据文件（输入/输出）: 文本文件、图像文件、 声音文件、可执行文件等 文件的特点: 数据永久保存；数据长度不定；数据按顺序存取

12.1.3 文本文件和二进制文件 Ｃ语言中的文件是数据流(由一个个的字节数据组成) 文件的两种数据形式： 例如，整数1234 字节 . . . . . . . . Ｃ语言中的文件是数据流(由一个个的字节数据组成) 文件的两种数据形式： ASCII码 （文本文件 text stream）字符流 二进制码（二进制文件 binary stream）二进制流 二进制文件是直接把内存数据以二进制形式保存。 例如，整数1234 文本文件保存：49 50 51 52 （4个字符） 二进制文件保存： 04D2 （1234的二进制数）

12.1.4 缓冲文件系统 内存单元 内存单元 由于磁盘速度慢 直接把数据写到磁盘效率很低 由操作系统自动完成 数据 缓冲器 程序控制 …… 512字节 内存单元 内存单元

12.1.4 缓冲文件系统 向磁盘输出数据：数据 缓冲区，装满缓冲区后 磁盘文件。 向磁盘输出数据：数据 缓冲区，装满缓冲区后 磁盘文件。 从磁盘读入数据：先一次性从磁盘文件将一批数据输入到缓冲区，然后再从缓冲区逐个读入数据到变量。 由操作系统自动完成 数据 缓冲器 程序控制 …… …… 文件 512字节 文件名 内存单元 内存单元 用什么标识

缓冲文件与文件类型指针 用文件指针指示文件缓冲区中具体读写的位置 FILE *fp; 数据 …… 缓冲器 512字节 文件 由操作系统自动完成 程序控制 fp 同时使用多个文件时，每个文件都有缓冲区，用不同的文件指针分别指示。

12.1.5 文件结构与文件类型指针 1. 文件结构与自定义类型typedef FILE：结构类型， 用 typedef 定义(见stdio.h) typedef struct{ short level; /* 缓冲区使用量 */ unsigned flags; /* 文件状态标志 */ char fd; /* 文件描述符 */ short bsize; /* 缓冲区大小 */ unsigned char *buffer; /* 文件缓冲区的首地址 */ unsigned char *curp; /* 指向文件缓冲区的工作指针 */ unsigned char hold; /* 其他信息 */ unsigned istemp; short token; } FILE;

自定义类型（typedef）： typedef <已有类型名> <新类型名>; 将C语言中的已有类型（包括已定义过的自定义类型）重新命名 新的名称可以代替已有数据类型 常用于简化对复杂数据类型定义的描述 typedef <已有类型名> <新类型名>; typedef int INTEGER; int i, j; <====> INTEGER i, j; typedef int* POINT; int* p1; <====> POINT p1;

自定义类型（typedef）的使用方法 定义变量 int i 变量名新类型名 int  INTEGER 加上 typedef　 typedef 　int INTEGER 用新类型名定义变量 INTEGER i; int num[10] int NUM[10] typedef int NUM[10] NUM a <===> int a[10]

2.文件类型指针 FILE * fp 如何使fp与具体文件挂钩? 指向文件缓冲区，通过移动指针实现对文件的操作 数据 …… 缓冲器 512字节 文件 由操作系统自动完成 程序控制 fp 同时使用多个文件时，每个文件都有缓冲区，用不同的文件指针分别指示。

12.1.6文件控制块FCB 文件控制块FCB（File Control Block） OS中对文件的操作控制通过FCB，处理的是FCB列表 文件缓冲区由程序中fopen语句动态创建 打开文件时， FCB的内容信息被复制到文件缓冲区保存 用文件指针指向文件缓冲区实现对文件数据的访问

12.1.7 文件处理步骤 四个步骤： ① 定义文件指针 ② 打开文件：文件指针指向磁盘文件缓冲区 ③ 文件处理：文件读写操作 ④ 关闭文件

12.2 用户信息加密和校验 【例12-2】为了保障系统安全，通常采取用户帐号和密码登录系统。系统用户信息存放在一个文件中，系统帐号名和密码由若干字母与数字字符构成，因安全需要文件中的密码不能是明文，必须要经过加密处理。请编程实现：输入5个用户信息（包含帐号名和密码）并写入文件f12-2.dat。要求文件中每个用户信息占一行，帐号名和加密过的密码之间用一个空格分隔。密码加密算法：对每个字符ASCII码的低四位求反，高四位保持不变（即将其与15进行异或）。

12.2.1 程序解析 /*加密算法*/ void encrypt(char *pwd) { int i; #include <stdio.h> #include <string.h> struct sysuser{/*用户帐号信息结构*/ char username[20]; char password[8]; }; 12.2.1 程序解析 /*加密算法*/ void encrypt(char *pwd) { int i; /*与15（二进制码是00001111）异或，实现低四位取反，高四位保持不变*/ for(i=0;i<strlen(pwd);i++) pwd[i] = pwd[i] ^ 15; } int main(void) { FILE *fp; /*1.定义文件指针*/ int i; void encrypt(char *pwd); struct sysuser su; /*2.打开文件，进行写入操作*/ if((fp=fopen("f12-2.txt","w")) == NULL){ printf("File open error!\n"); exit(0); } for(i=1;i<=5;i++){/*3. 将5位用户帐号信息写入文件*/ printf("Enter %i th sysuser(name password):",i); scanf("%s%s",su.username,su.password); /*输入用户名和密码 */ encrypt(su.password); /*进行加密处理*/ fprintf(fp,"%s %s\n",su.username,su.password); /*写入文件*/ if(fclose(fp)){ /*4.关闭文件*/ printf("Can not close the file!\n"); exit(0);} return 0;

12.2.2 打开文件和关闭文件 fopen("文件名"，"文件打开方式") 函数fopen() 的返回值 12.2.2 打开文件和关闭文件 if((fp=fopen("f12-2.txt","w")) == NULL){ printf("File open error!\n"); exit(0); } fopen("文件名"，"文件打开方式") 使文件指针与相应文件实体对应起来 程序对文件指针进行操作，即fp代表磁盘文件 函数fopen() 的返回值 执行成功，则返回包含文件缓冲区等信息的FILE型地址，赋给文件指针fp 不成功，则返回一个NULL（空值） exit(0)：关闭所有打开的文件，并终止程序的执行 参数0表示程序正常结束；非0参数通常表示不正常的程序结束

文件打开方式 fp=fopen("f12-2.txt","w") 文件打开方式参数表

文件读写与打开方式 if 读文件 指定的文件必须存在，否则出错； if 写文件(指定的文件可以存在，也可以不存在) if 以 "w" 方式写 原文件将被删去重新建立； else 按指定的名字新建一个文件； else if 以 "a" 方式写 写入的数据将被添加到指定文件原有数据的后面，不会删去原来的内容； 按指定的名字新建一个文件（与“w”相同）； if 文件同时读和写 使用 "r+"、"w+" 或 "a+" 打开文件

关闭文件 fclose(文件指针) 函数fclose() 的返回值 if( fclose(fp) ){ printf( "Can not close the file!\n" ); exit(0); } fclose(文件指针) 把缓冲区中的数据写入磁盘扇区，确保写文件的正常完成 释放文件缓冲区单元和FILE结构体，使文件指针与具体文件脱钩。 函数fclose() 的返回值 返回0：正常关闭文件 返回非0：无法正常关闭文件

12.2.3 文件读写 【例12-3】复制用户文件。将例12-2的用户信息文件f12-2.txt文件备份一份，取名为文件f12-3.txt。说明：运行程序前请将文件f12-2.txt与源程序放在同一目录下。

例12-3 源程序 #include <stdio.h> int main(void) { FILE *fp1,*fp2; char ch; if(( fp1 = fopen( "f12-2.txt", "r" )) == NULL){ printf(" File open error!\n" ); exit(0); } if(( fp2 = fopen( "f12-3.txt", "w" )) == NULL){ while( !feof( fp1 ) ){ ch = fgetc( fp1 ); if(ch!=EOF) fputc(ch, fp2); /*关闭文件f12-2.txt */ if(fclose(fp1)){ printf("Can not close the file!\n"); exit(0);} /*关闭文件f12-3.txt */ if(fclose(fp2)){ printf("Can not close the file!\n"); exit(0);} return 0;

打开多个文件 if((fp1 = fopen("f12-2.txt", "r")) == NULL){ printf("File open error!\n"); exit(0); } if((fp2=fopen("f12-3.txt", "w")) == NULL){ C语言允许同时打开多个文件 不同的文件对应不同的文件指针 不允许同一个文件在关闭前再次打开

文件读写函数 字符读写函数: fgetc() / fputc() 字符串读写函数：fputs() / fgets() 格式化读写函数：fscanf() / fprintf() 二进制读写函数：fread ()/ fwrite() 其他相关函数： 检测文件结尾函数feof() 检测文件读写出错函数ferror() 清除末尾标志和出错标志函数clearerr() 文件定位的函数fseek() 、rewind() 、ftell()

1. 字符读写函数fgetc和fputc while( !feof(fp1) ){ ch = fgetc( fp1 ); if(ch!=EOF) fputc(c, fp2); } 函数fgetc( ) ch = fgetc( fp ) ; 从fp所指示的磁盘文件上读入一个字符到ch 区分键盘字符输入函数getchar( ) 函数fputc( ) fputc(ch, fp); 把一个字符 ch 写到 fp 所指 示的磁盘文件上 返回值 -1 (EOF)：写文件失败 ch：写文件成功

2. 字符串方式读写函数fgets和fputs fputs(s, fp); 用来向指定的文本文件写入一个字符串 s：要写入的字符串，结束符’\0’不写入文件。 函数返回值 执行成功，函数返回所写的最后一个字符 否则，函数返回EOF

字符串方式读写函数fgets和fputs fgets(s, n, fp); 从文本文件中读取字符串 s：可以是字符数组名或字符指针；n：指定读入的字符个数；fp：文件指针 函数被调用时，最多读取n-1个字符，并将读入的字符串存入s所指向内存地址开始的n-1个连续的内存单元中。 当函数读取的字符达到指定的个数，或接收到换行符，或接收到文件结束标志EOF时，将在读取的字符后面自动添加一个’\0’字符；若有换行符，则将换行符保留（换行符在’\0’字符之前）；若有EOF，则不保留 函数返回值 执行成功，返回读取的字符串； 如果失败，则返回空指针，这时，s的内容不确定

例12-4 例12-2的f12-2.txt文件保存着系统用户信息，编写一个函数checkUserValid()用于登录系统时校验用户的合法性。检查方法是: 在程序运行时输入用户名和密码，然后在用户文件中查找该用户信息，如果用户名和密码在文件中找到，则表示用户合法，返回1，否则返回0。 程序运行时，输入一个用户名和密码，调用checkUserValid()函数，如果返回1，则提示“Valid user!”，否则输出“Invalid user!”。 提示：合法性检查的规则。由于文件中的用户名和密码按行存取，把一行看作整体得字符串s1，将输入的用户名和密码加密后生成另一个字符串s2，然后通过比较s1和s2，来确定文件中是否存在用户。

例12-4源程序 /*校验用户信息的合法性，成功返回1，否则返回0*/ int checkUserValid(struct sysuser *psu) { FILE *fp; char usr[30],usr1[30],pwd[10]; int check=0; /*检查结果变量，初始化为0*/ /*连接生成待校验字符串*/ strcpy(usr,psu->username); /*复制psu->username到usr1 */ strcpy(pwd,psu->password); /*复制psu->password到pwd */ encrypt(pwd); /*调用例12-2的encrypt对密码进行加密*/ /*连接usr、空格、pwd和\n构成新字符串usr，用于在文件中逐行检查*/ strcat(usr, " "); strcat(usr,pwd); strcat(usr,"\n"); /*打开文件"f12-2.txt"读入*/ if((fp=fopen("f12-2.txt","r"))==NULL){ printf("File open error!\n"); exit(0); } /*从文件读入用户信息数据，遍历判断是否存在*/ while(!feof(fp)){ fgets(usr1,30,fp); /*读入一行用户信息作为一个字符串到usr1*/ if(strcmp(usr,usr1)==0){ /*比较判断usr与usr1是否相同*/ check=1; break; } } if(fclose(fp)){ printf("Can not close the file!\n"); exit(0); } /*关闭文件*/ return check;

3. 格式化文件读写fscanf和fprintf 指定格式的输入输出函数 FILE *fp; int n; float x; fp = fopen("a.txt", "r")； fscanf(fp，"%d%f"，&n，&x); 表示从文件a.txt分别读入整型数到变量n、浮点数到变量x fp = fopen("b.txt", "w"); fprintf(fp, "%d%f", n, x); 表示把变量n和x的数值写入文件b.txt

4. 数据块读写fread()和fwrite() fread(buffer, size, count, fp); 从二进制文件中读入一个数据块到变量 fwrite(buffer, size, count, fp); 向二进制文件中写入一个数据块 buffer：指针，表示存放数据的首地址； size：数据块的字节数 count：要读写的数据块块数 fp：文件指针

12.2.4 其他相关函数 函数rewind( ) 函数feof() rewind(FILE *fp); feof(fp) ; 12.2.4 其他相关函数 函数rewind( ) rewind(FILE *fp); 定位文件指针，使文件指针指向读写文件的首地址，即打开文件时文件指针所指向的位置。 函数feof() feof(fp) ; 判断fp指针是否已经到文件末尾， 函数返回值 1：到文件结束位置 0：文件未结束

其他相关函数 函数fseek( )——用来控制指针移动 函数ftell( ) fseek(fp, offset, from); offset：移动偏移量，long型 from：起始位置，文件首部、当前位置和文件尾部分别对应0,1,2，或常量SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END。 例如： fseek(fp, 20L, 0)：将文件位置指针移动到离文件首20字节处 fseek(fp, -20L, SEEK_END)：将文件位置指针移动到离文件尾部前20字节处 函数ftell( ) ftell(文件指针)； 获取当前文件指针的位置，即相对于文件开头的位移量（字节数） 函数出错时，返回-1L

其他相关函数 ferror()函数：函数用来检查文件在用各种输入输出函数进行读写是否出错，若返回值为0，表示未出错，否则表示有错 文件指针必须是已经定义过的 函数clearerr( ) clearerr(文件指针)； 用来清除出错标志和文件结束标志，使它们为0

12.3 文件综合应用：个人资金账户管理 12.3.1顺序文件和随机文件 12.3 文件综合应用：个人资金账户管理 12.3.1顺序文件和随机文件 按照C程序对文件访问的特点来分，文件可分为顺序访问文件和随机访问文件，简称为顺序文件和随机文件。前面介绍的所有例子都进行的是顺序访问，通过使用fprintf()或fputs()函数创建的数据记录长度并不是完全一致的，这种记录长度不确定的文件访问称为顺序访问。而随机访问文件要求文件中单个记录的长度固定，可直接访问，这样速度快，并且无需通过其他记录查找特定记录。因此随机文件适合银行系统、航空售票系统、销售点系统和其他需要快速访问特定数据的事务处理系统。

12.3.2 个人资金帐户的管理 要求 个人资金账户的信息统一放在随机文件中,该随机文件包括的数据项有记录ID、发生日期、发生事件、发生金额（正+的表示收入，负-表示支出）和余额。每记录一次收支，文件要增加一条记录，并计算一次余额。 程序实现3个功能，包括：1）可以创建该文件并添加新收入或支出信息；2）可以显示所有记录列表，得知资金账户的收支流水帐；3）查询最后一条记录，获知账户最后的余额。

cashbox.dat文件的部分内容 LogID CreateDate Note Charge Balance 1 2006-06-01 alimony 500.00 500.00 2 2006-06-08 shopping -300.00 200.00 3 2006-06-15 shopping -60.00 140.00 4 2006-06-20 workingpay 200.00 340.00 5 2006-08-01 scholarship 1000.00 1340.00 ……

本章总结 1）掌握文件的概念，文件缓冲系统的基本原理，文件读写操作实现的基本过程； 2）能熟练使用文件进行编程。 3）掌握常用的文本文件读写操作函数。 4）了解顺序文件和随机文件的应用。 文件的概念 文本文件和二进制文件 文件缓冲系统 文件结构，文件指针，自定义类型 文件的打开与关闭 文件处理实现过程 文件读写操作与常用文件操作函数 文件综合应用