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C语言程序设计 第13章 文件操作
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本章学习内容 二进制文件和文本文件 文件的打开和关闭 文件的顺序读写与随机读写 标准输入输出及其重定向
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Von J. Neumann Architecture
记忆装置（Memory） Where to put data in computer? How to input or output data? 输入/输出 设备 存储器 运算器 控制器 程序 和输入数据 输出结果 取出数据 存入数据 操作命令 存取命令 取出 程序指令 输入输出命令 计算结果 CPU 眼睛和耳朵(I/O devices) 大脑
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I/O设备 输入设备 输出设备 单纯的输入设备或者单纯的输出设备越来越少 键盘、鼠标 软盘、硬盘、光驱（以文件的形式）
扫描仪、视频采集卡、电视卡、游戏杆、话筒 …… 输出设备 显示器、打印机 软盘、硬盘、 CD/DVD-RW （以文件的形式） 音箱 单纯的输入设备或者单纯的输出设备越来越少 键盘上的指示灯其实是计算机的输出。鼠标也开始有反馈功能了。显示器出现了触摸屏……
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标准输入/输出 字符界面的操作系统一般都提供标准输入与输出设备 一般情况，标准输入就是键盘，标准输出就是终端显示器
DOS、Linux、UNIX… 一般情况，标准输入就是键盘，标准输出就是终端显示器 操作系统有能力重定向标准输入与输出，比如让文件作为标准输入（标准输出） 这种重定向程序本身是感觉不到的 自来水厂
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DOS下的标准输入/输出重定向 程序prog如下 输入重定向 输出重定向
main() { char c; while ((c=getchar()) != '\n') putchar(++c); } 输入重定向 prog < infile.txt 输出重定向 prog > outfile.txt
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流（Stream） 计算机中的流的概念 流的载体？ 一般称为数据流，也叫做字节流、比特流 可以倒流的数据流 不会倒流的数据流也很多
File stream(文件流), Video stream(视频流) and Audio stream(音频流)in specific field. 可以倒流的数据流 如果你想重新读已经读过的数据，或者要修改已经写入的数据，可以发出流控（Flow Control）命令 不会倒流的数据流也很多 网络上的数据流。网络和数据线等介质只有很小的数据缓冲区，没有大量存储的能力 流的载体？ 磁盘文件、终端显示器或打印机、存储器等
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外存 内存容易健忘，所以数据必须保存在“不健忘”的外存上 容量大、断电后数据不丢失，可重复使用，永久保存
磁盘（Magnetic Disks） 光盘（CD、DVD） U盘（Flash Memory）...... 容量大、断电后数据不丢失，可重复使用，永久保存 一般都以文件的形式给用户及应用程序使用
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文件（File） 文件 程序中的文件 一般指存储在外部介质上有名字的一组相关数据的集合 用文件可长期保存数据，实现数据共享
在C语言中，文件可泛指磁盘文件、终端显示器或打印机…… 程序中的文件 在程序运行时由程序在磁盘上建立一个文件，通过写操作将数据存入该文件 由程序打开磁盘上的某个已有文件，并通过读操作将文件中的数据读入内存供程序使用
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文件（Files）与流 （Streams）
程序通过文件打开操作把流与设备联系起来，文件打开后，可在程序和文件之间交换数据 程序通过文件关闭操作断开流与文件的联系 所有流的性质都一样 因为流与设备无关，所以能写入磁盘文件的同一函数也能写入另一设备，如控制台终端等 文件的能力则不同 如磁盘文件支持随机存取，而键盘则不能
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文件的存放（Storage） 可以建立若干文件目录(directory\folder文件夹)
在目录里保存文件 同一级目录里保存的文件不能同名 对使用者而言，只要知道文件的路径(path, 全目录)和文件名，就能使用该文件 C:\home\Sunner\main.c 这都是托OS的福
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13.1二进制文件和文本文件 文件的类型（Type of Files）？ 二进制文件 是一种字节序列，没有字符变换
按照数据在内存中的存储形式（二进制）存储到文件 如整数123，在内存占2个字节，则文件中也占2个字节 文本文件/ASCII码文件 是一种字符序列，文件中存储每个字符的ASCII码 如整数123在文件中占3个字节，分别存放这3个字符的ASCII码 如果存1234呢？
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文件的格式（Format of Files）
数据必须按照存入的类型读出，才能恢复其本来面貌 公开的标准格式 如bmp、tif、gif、jpg和mp3等类型的文件，有大量软件能生成和使用这些类型的文件 不公开或加密的文件格式 如Microsoft Word的doc格式就不公开，所以至今没有Word以外的其他软件能完美地读出doc文件
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缓冲型和非缓冲型文件系统 缓冲型文件系统 非缓冲型文件系统
指系统自动在内存中为每一个正在使用的文件开辟一个缓冲区，在读写文件时，数据先送到缓冲区，再传给C程序或外存上 缓冲文型件系统利用文件指针标识文件 缓冲型文件系统中的文件操作，也称高级文件操作 高级文件操作函数是ANSI C定义的文件操作函数，具有跨平台和可移植的能力 非缓冲型文件系统 不会自动设置文件缓冲区，缓冲区需由程序员自己设定 非缓冲型文件系统没有文件指针，它使用称为文件号的整数来标识文件
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13.2文件的打开和关闭 下面介绍的函数均定义在<stdio.h>中
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode); FILE *fp = fopen("C:\\CONFIG.SYS", "rw"); filename是文件名 包含路径。如果不含路径，表示打开当前目录下的文件 mode是打开方式 常用为"r"、"w"、"rw"和"a"，分别表示只读、只写、读写和添加 "rb"表示只读二进制文件 返回值为指向此文件的指针，留待以后使用 如果打开失败，返回值为NULL
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文件打开方式（mode）： 对应文本文件 “r” 只读 必须是已存在的文件 “w” 只写 不论该文件是否存在，都新建一个文件
“a” 追加 向文本文件尾增加数据，该文件必须存在 “r+” 读写 打开一个已存在的文件，用于读写 “w+” 读写 建立一个新文件，可读可写 “a+” 读写 向文件尾追加数据，也可读 “rb” “wb” “ab” “rb+” “wb+” “ab+” 对应二进制文件
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文件指针（File Pointer） FILE *fp ; 是FILE型指针变量，标识一个特定的磁盘文件
typedef struct { short level; /*缓冲区‘满’或‘空’的程度*/ unsigned flags; /*文件状态标志*/ char fd; /*文件描述符*/ unsigned char hold; /*如无缓冲区不读字符*/ short bsize; /*缓冲区的大小*/ unsigned char *buffer;/*数据缓冲区的位置*/ unsigned char *curp; /*指针当前的指向*/ unsigned istemp; /*临时文件指示器*/ short token; /*用于有效性检查*/ }FILE; /*在stdio.h文件中定义*/
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13.2文件的打开和关闭 int fclose(FILE *fp); fclose函数的返回值
把遗留在缓冲区中的数据写入文件，实施操作系统级的关闭操作 同时，释放与流联系的文件控制块，以后可以重复使用这部分空间 多数情况下，系统限制同时处于打开状态的文件总数，因此，打开文件前先关闭无用文件是必要的 fclose函数的返回值 当顺利地执行了关闭操作，返回值为0 如果返回值为非零值，表示关闭时有错误 一般只有驱动器中无盘或盘空间不够时才失败，关闭失败会引起数据丢失、文件的破坏和程序中的随机错误
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13.3按字符读写文件 字符读写 int fgetc(FILE *fp); 从fp读出一个字符，将位置指针指向下一个字符
若读成功，则返回该字符，若读到文件尾，则返回EOF(EOF是一个符号常量，在stdio.h中定义为-1) int fputc(int c, FILE *fp); 向fp输出字符c 若写入错误，则返回EOF，否则返回c
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13.3按字符读写文件 【例13.1】从键盘输入一串字符，转存到磁盘文件上 为什么要判断文件打开是否成功呢？
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【例13.2】 函数feof()检查是否到达文件尾，当文件位置指针指向文件尾时，返回非0值，否则返回0值
将0~127之间的ASCII字符写到文件中，然后从文件中读出并显示到屏幕上 函数feof()检查是否到达文件尾，当文件位置指针指向文件尾时，返回非0值，否则返回0值
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【例13.3】 修改例13.2，从文件中读出字符时，判断是否为可打印字符，若是则显示该字符，否则显示其十进制ASCII码值
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为什么在输出第128个字符的ASCII码值后又输出了一个-1呢？
【例13.3】 修改例13.2，从文件中读出字符时，判断是否为可打印字符，若是则显示该字符，否则显示其十进制ASCII码值
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为什么在输出第128个字符的ASCII码值后又输出了一个-1呢？
【例13.3】 修改例13.2，从文件中读出字符时，判断是否为可打印字符，若是则显示该字符，否则显示其十进制ASCII码值 if (!iscntrl(ch)) 使用函数feof()时，仅当读到文件结束符时才能判断出到达文件尾，而文件结束符是一个值为-1的不可打印的控制字符
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13.3按字符读写文件 字符串读写 char *fgets(char *s,int n,FILE *fp);
从fp所指的文件中读取字符串并在字符串末尾添加'\0'，然后存入s，最多读n-1个字符 当读到回车换行符、文件末尾或读满n-1个字符时，函数返回该字符串的首地址 特例：fgets(buf, sizeof(buf), stdin); int fputs(const char *s, FILE *fp); 将字符串写入文件中 若出现写入错误，则返回 EOF，否则返回一个非负数
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13.3按字符读写文件 【例13.4】用fgets()改写例13.1程序，从键盘输入一串字符，添加到文本文件demo.txt的末尾。假设文本文件demo.txt中已有内容为：I am a student.
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13.4按格式读写文件 格式化读写 int fscanf(FILE *fp,const char *format,...);
fscanf(fp, "%d,%6.2f", &i, &t); 第1个参数为文件指针，第2 个参数为格式控制参数，第3 个参数为地址参数表列 int fprintf(FILE *fp,const char *format,...); fprintf(fp, "%d,%6.2f", i, t); 第1个参数为文件指针，第2 个参数为格式控制参数，第3 个参数为输出参数表列
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【例13.5】修改例12.7程序，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件score.txt中
将平均分作为STUDENT结构体的成员，使函数的接口更简洁
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【例13.5】修改例12.7程序，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件score.txt中
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【例13.5】修改例12.7程序，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件score.txt中
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【例13.5】修改例12.7程序，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件score.txt中
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【例13.6】在例13.5基础上， 从文件score.txt中读出每个学生的4门课的平均分，各科成绩及平均分
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【例13.6】在例13.5基础上， 从文件score.txt中读出每个学生的4门课的平均分，各科成绩及平均分
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13.5按数据块读写文件 按数据块读写 从fp所指的文件中读取数据块并存储到buffer指向的内存中 buffer是待读入数块据的起始地址
size是每个数据块的大小(待读入的每个数据块的字节数) count是最多允许读取的数据块个数(每个数据块size个字节) 返回实际读到的数据块个数 将buffer指向的内存中的数据块写入fp所指的文件
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【例13. 7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student
【例13.7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student.txt中，然后再从文件中读出数据并显示到屏幕上
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【例13. 7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student
【例13.7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student.txt中，然后再从文件中读出数据并显示到屏幕上
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【例13. 7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student
【例13.7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student.txt中，然后再从文件中读出数据并显示到屏幕上
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【例13. 7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student
【例13.7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student.txt中，然后再从文件中读出数据并显示到屏幕上
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【例13. 7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student
【例13.7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student.txt中，然后再从文件中读出数据并显示到屏幕上
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【例13. 7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student
【例13.7】在前几个实例基础上，计算每个学生的4门课程的平均分，将学生的各科成绩及平均分输出到文件student.txt中，然后再从文件中读出数据并显示到屏幕上
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作业 习题 13.1 ~ 13.5 实验题 本章实验题 ：学生成绩管理系统v6.0
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