项目8项目中学生数据的存储与重用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,项目,8,项目中学生数据的存储与重用,技能目标,能用,fopen,函数和,fclose,函数打开和关闭文件,能正确地读写文件,能用文件定位函数对文件进行正确的定位操作,能用格式化读写函数读写数据,知识目标,理解文件的概念、作用和文件的类型,理解文件指针的概念和定义方法,理解并掌握字符、字符串、数据块、格式化文件读写函数的格式,理解文件定位函数的功能和使用方法,项目任务与解析,使用文件进行学生数据的读写。,本项目包含下面,1,个任务：,任务,20,：学生信息的保存,任务,21,：学生信息文件的打开,主要内容,8.1,任务,20,：学生信息的保存,8.2,任务,21,：学生信息文件的打开,8.3,必备知识与理论,8.4,扩展知识与理论,1.,问题描述,学生属性是用结构体类型来实现的，首先定义学生数组长度、再定义学生信息结构体类型、最后定义能存储,40,个学生信息的数组和记录当前学生数的整型变量。,2.,具体实现,学生信息保存在一个名为stuscore的文件中，以二进制文件的形式保存，保存的学生数由形参size决定，用写数据块函数实现保存，保存文件成功后给出提示,。,P240,程序,3.,知识分析,使用文件来对学生信息进行保存。,8.1,任务,20,：学生信息的保存,1.,问题描述,该函数用读数据块函数打开保存在,stuscore,文件中的学生信息，文件中的学生数由形参指针变量,size,返回。,2.,具体实现,P241-P242,程序,3.,知识分析,对保存在文件中的学生信息进行读取。,8.2,任务,21,：学生信息文件的打开,8.3.1,文件及其分类,文件（,file,）是一种组织外部介质上的数据的数据类型。它有两个特征：一是对一个数据集合可以用一个名字命名；二是保存在外部介质上，例如磁带、磁盘、光盘、,U,盘上，可以长期保存。例如用文字处理软件,(,如,WPS,或,Word),写好的一篇文章，把它起一个名字存放到磁盘上就是一个文件。,与程序设计有关的文件，按内容来分，有：源程序文件、目标程序文件、可执行程序文件和数据文件等。本章主要讨论数据文件，即如何将程序处理的数据组织成文件保存到外部介质上，以及息怎样从外部介质上读取这些数据。,8.3,必备知识与理论,二进制文件是指以数据在内存中存储形式原样输出到磁盘上去。例如,50201,，在例,7.18,中知道,50201,二进制表示为,0110000101000001,。字符代码文件是指文件的内容是由一个一个字符组成的，每一个字符用一个代码表示，一般用,ASCII,代码，例如,50201,，共有,5,个字符，每个字符占一个字节，故共占,5,个字节。图,8.2,为两种这存储形式。,一般说，二进制文件节省存储空间而且输入输出的速度快,(,因为在输出时不需要把数据由二进制形式转换为字符代码，在输入时也不需要把字符代码先转换成二进制形式然后存入内存,),。如果存入磁盘中的数据只是暂存的中间结果数据，以后还要调入继续处理的，一般用二进制文件以节省时间和空间。如果输出的数据是准备作为文档供给人们阅读的，一般用字符代码文件，它们通过显示器或打印机转换成字符输出。一般高级语言都能提供字符代码文件,(ASCII,文件,),和二进制文件，用不同的方法来读写这两种不同的文件。,8.3.2,文件名,一个文件必须有一个文件名。文件名包括三部分：文件路径、文件名主干和文件名后缀。,文件路径表明文件的存储位置。在操作系统中用反斜杠符,(),作为目录、子目录、文件之间的分隔。如,f:exe3file1.txt,表明文件,file1.txt,保存在,f,盘中的,exe3,目录（文件夹）中。,但是，在,C,语言程序中，由于反斜杠符,(),是作为转义字符的起始符号，因此如果想用反斜杠符时要用两个反斜杠符表示。即要写成,f:exe3file1.txt,文件名是文件的主要标志，它必须符合,C,语言关于标识符的规定。,文件名后缀，用于对文件进行补充说明，一般不超过三个字符，通常用特定的后缀表明文件的类型。例如,.txt,表明是纯字符文件，用,.c,表示是,C,语言源程序文件，用,.exe,表示是可执行文件等。,8.3.3,文件的位置指针与读写方式,为了进行读写，系统要为每个文件设置一个位置指针，用于指向当前的读写位置。文件的位置指针的初始值可以按照程序员要进行的操作自动初始化：,当要进行读或写时，文件的位置指针的初始值为文件头。,当要为文件追加数据时，文件的位置指针指向文件尾。,在,ASCII,文件中，通常，每进行一次读或写，位置指针就自动加,1,，指向下一个字符位置，为下一次读或写作准备，形成顺序读写方式。,为了方便使用，,C,语言允许人为地移动位置指针，使位置指针跳动一个距离，或返回到文件头，形成文件的随机读写方式。,8.3.4 FILE,类型指针,FILE,类型,结构体类型,2. FILE,类型指针,FILE *,fp,;,3.,标准文件,sdtin,、,stdout,、,stderr,8.3.5,流,对文件的操作是高级语言的一种重要功能。由于对文件的操作要与各种外部设备发生联系，而所有外部设备都是由操作系统统一管理的，因此对文件的输入输出过程是通过操作系统来实现的。,程序对文件的操作（读,/,写）过程如下页图所示。进行文件的读写，首先要为文件建立一个相应的缓冲区。当要向文件写据时，程序先把数据送到缓冲区，再把数据送到外部设备的指定文件中；当要从文件读取数据时，也要先把数据送到缓冲区，再由变量从缓冲区中提取相应的数据。,程序数据区,输入缓冲区,输出缓冲区,外部介质,缓冲区可以由系统自动为每个文件设置，也可以由程序员自己设置。采用前者的系统称为缓冲文件系统，而由用户自己根据需要设置缓冲区的系统称为非缓冲文件系统。,ANSI C,只建议使用缓冲文件系统，并对缓冲文件系统的功能进行了扩充，使之既能用于处理字符代码文件，也能处理二进制文件。,在现代操作系统中，考虑到一个计算机系统要使用许多外部设备，如键盘、显示器、打印机、磁盘等。为了使简化用户对这些设备的操作，使用户不必具体考虑设备间的差异，可以将设备,缓冲区,应用程序之间的输入输出过程抽象为“数据的流动”，并称为“流”（,stream,）。这样就可以使用统一的流处理函数进行设备,(,文件,),的操作了。,流包含了设备,(,文件,),、缓冲区以及操作性质、状态等。要进行文件操作，首先要建立一个流。,建立了与文件相应的流，与该文件相应的文件结构体变量,(,即文件的信息区,),才会有具体的值，,FILE,类型的指针也就会指向相应的文件的结构体变量。下图为三个,FILE,类型的指针指向对应的文件信息区,(,结构体变量,),的示意图。所以文件指针和流是,C,语言文件系统的两个很重要的概念。,文件,1,的信息区,fp1,文件,2,的信息区,fp2,文件,3,的信息区,fp3,8.3.6,文件的打开与关闭,流的创建与撤销,文件的打开,fopen,(,文件名，文件操作方式,),；,说明：,（,1,）文件名应当包含文件路径、主文件名和文件后缀，即提供找到文件的有关信息。,（,2,）应当理解文件操作方式的意义。,操作方式,操作方式,符号,对文本文件,对二进制文件,读打开,r,rb,写生成,w,wb,追加,a,ab,读写打开,r+,rb+/r+b,读写生成,w+,wb+/w+b,读写追加,a+,ab+/a+b,（,3,）,fopen,(),执行成功，则返回一个,FILE,类型的指针值；如果执行失败（如文件不存在、设备故障、磁盘满等原因），则返回一个,NULL,值。通常把该函数的返回值赋值给一个,FILE,类型的指针变量，后面就可以使用这个指针变量对文件进行操作。因此常用下面的方法打开一个文件。,FILE *,fp,;,if (,fp,=fopen(“file1”,”r”)=NULL),printf(“cannot,open this filen”);,exit(1);,（,4,）对磁盘文件，在使用前先要打开，而对终端设备，尽管它们也作为文件来处理，但为什么在前面的程序中从未使用过“打开文件”的操作呢,?,这是由于在程序运行时，系统自动地打开三个标准文件：标准输入，标准输出和标准出错输出。系统自动地定义了三个指针变量：,stdin,stdout,和,stderr,，分别指向标准输入、标准输出和标准出错输出。这三个文件都是以终端设备作为输入输出对象的。如果指定输出一个数据到,stdout,所指向的文件，就是指输出到终端设备。为使用方便，允许在程序中不指定这三个文件，也就是说，系统隐含的标准输入输出文件是指终端。,（,5,）每次最多能够同时打开的文件数目由一个宏,FOPEN_MAX,决定，一般不少于,8,个。具体数目需要查阅编译手册。,2.,文件的关闭,简单地说，关闭文件就是撤销与操作文件相关的流。即通过关闭操作，通知系统释放相应的文件信息区,(,结构体变量,),。这样，原来的指针变量不再指向该文件，此后也就不可能通过此指针来访问该文件。如果是执行写操作后用,fclose,关闭文件，则系统会先输出文件缓冲区的内容,(,不论缓冲区是否已满,),给文件，然后再关闭文件。这样可以防止丢失本来应写到文件上的数据。,如果不关闭文件而直接使程序停止运行，这时就会丢失缓冲区中还未写入文件的信息。因此必须注意：文件用完后必须关闭。,fclose,(,文件指针变量,),；,C,语言中，关闭缓冲文件使用,fclose,函数，它的格式为：,fclose,(,文件指针变量,),；,8.3.7,文件的字符读写,1.,写一个字符到磁盘文件,int,fputc(int,ch, FILE *,fp,),；,参数：,ch,要写到文件的字符；,fp,FILE,类型的数据文件指针变量,(,简称为指向该文件的指针,),。,功能：把字符变量的值输出到指针变量,fp,所指向的文件。,返回：该函数执行成功，返回写出的字符；失败，返回,EOF,。,#include ,#include ,int,main(void,),FILE *,fp,;,int,ch,;,if (,fp,=fopen(“f:C3exfile1.txt”,”w”)=NULL),printf(“cannot,open this file.n”);,exit(1);,while (,ch,=,getchar,()!=n),fputc(ch,fp,);,fclose(fp,);,return 0;,运行情况如下，当键入,:,love China.,时，这些字符将逐个被输出到磁盘文件,file1.txt,中。,2.,从磁盘文件中读一个字符,fgetc,函数能从磁盘文件接收一个字符，其原型为：,int,fgetc(FILE,*,fp,);,#include ,#include ,int,main(void,),FILE *,fp,;,char,ch,;,if (,fp,=fopen(“f:C3exfile1.txt”,”r”)=NULL),printf(“cannot,open this file.n”);,exit(1);,while (,ch,=,fgetc(fp,)!=EOF) /*,将用,fgetc,(),读入的字符逐个显示 *,/,putchar(ch,);,fclose(fp,);,return 0;,程序运行显示如下结果：,I love China.,8.3.8,文件的字符串读写,（,1,）,fputs,函数可以向文件写入一个字符串，其原型为：,int,fputs,(const,str, FILE *,fp,);,参数：,str,字符数组或字符串。,功能：把字符数组,str,中的所有字符,(,或字符指针指向的串，或字符串常量,),输出到,fp,所指向的文件，但字符串结束符“,0”,不输出。,返回：成功，返回非负值；失败，返回,EOF,。,（,2,）函数,fgets,(),可以从文件读取一个字符串，其原型为：,char *,fgets,(char *,str,int,n, FILE *,fp,);,参数：,str,用于存放读入的字符串。,n,送入到,str,中的字符个数。包括从文件中读取的,n-1,个字符和自动添加的“,0”,。,功能：从,fp,指向的文件读取,n-1,个字符，放到字符数组,str,中。如果在读入,n-1,个字符完成之前遇到换行符“,n”,或文件结束符,EOF,，即结束读入。但将遇到的换行符“,n”,也作为一个字符送入,str,数组。在读入的字符串之后自动加一个“,0”,。,返回：成功，,str,数组首地址；如读到文件尾或出错则返回,NULL,。,#include ,#include ,#include ,int,main(void,),FILE *,fp,;,char string81;,if (,fp,=fopen(“f:C3exefile2.txt”,”w”)=NULL),printf(“cant,open file”);,exit(1);,while (,strlen,(,gets(string,)0),fputs(string,fp,);,fputs(”n“,fp);,fclose(fp,);,return 0;,8.3.9,文件的格式化读,/,写,文件的格式化输出,文件的格式化输出使用,fpintf,(),函数，其原型为：,int,fprintf(FILE,*stream, char *format, argument,.);,参数：,stream-,文件指针。,format,、,argument,：格式字符串和输出参数列表与,printf,函数的含义是相同的。,功能：传送格式化输出到一个,stream,所指向的流中。,返回：成功，实际输出的字符数。,#include ,#include ,#include ,int,main(void,),FILE *,fp,;,char name20;,int,num;,float score;,if (,fp,=fopen(“f:C3exefile3.txt”,”w”)=NULL),printf(“cant,open file”);,exit(1);,printf(“type,name,num,score,:”);,scanf(“%s,%d %,f”,name,&num,&score,);,while (,strlen,(name)1),fprintf(fp,“%s,%d %,f”,name, num, score);,printf(“type,name, num, score:”);,scanf(“%s,%d %,f”,name, ,fclose,(,fp,);,return 0;,文件的格式化输入,文件的格式化输入使用,fscanf,(),函数，其原型为：,int,fscanf(FILE,*stream, char *,format,argument,.);,参数：,stream-,文件指针。,format,、,argument,：格式字符串和输入参数列表与,scanf,函数的含义是相同的。,功能：从一个流中执行格式化输入。,返回：成功，实际输入的数据个数。,#include ,#include ,int,main(),FILE *,fp,;,char name20;,int,num;,float score;,if (,fp,=fopen(“f:c3exefile3.txt”,”r”)=NULL),printf(“cant,open file”);,exit(1);,while (,fscanf(fp, “%s %d %,f”,name, &num, &score)!=EOF),printf(“%-20s %6d %6.2fn”, name, num, score);,fclose,(,fp,);,return 0;,8.4.1,文件位置指针的定位,1.,fseek,函数,fseek,(),函数的作用是使位置指针移动到所需的位置。,fseek,函数的原型为：,int,fseek,(FILE *,fp, long,int,offst,int,orgn,),；,8.4,扩展知识与理论,2.,ftell,函数,ftell,函数能告知用户位置指针的当前指向。,例如,ftell(fp,),的值是,fp,所指向的文件中位置指针的当前指向。如果出错,(,例如不存在此文件,),，则,ftell,函数返回值为,-1,。其原型为,:,long,int,ftell(FILE,*,fp,);,3. rewind,函数,rewind,函数的作用是使位置指针重新返回到文件的开头处。此函数无返回值。其原型为,:,void,rewind(FILE,*,fp,);,8.4.2,文件随机读写程序的应用,#include ,#include ,char buff32768;,int,main (,int,argc, char *,argv,),FILE *fp1, *fp2;,unsigned,int,bfsz,=32768;,unsigned long i=0;,if ( fp1=,fopen,(argv1,”rb”)=0),printf(“cant,open file %s.”,argv1);,exit(1);,if (fp2=,fopen,(argv2,”wb”)=0),printf,(“cant open file %s.”,argv2);exit(1);,while (,bfsz,),if (,fread,(,buff,bfsz, 1, fp1),fwrite,(buff,bfsz, 1, fp2);,i=,i+bfsz,;,else,fseek,(fp1,i,0);,bfsz=bfsz/2;,fclose,(fp1);,fclose,(fp2);,return 0;,8.4.3,ferror,函数,fgets,、,putc,、,getc,、,fread,、,fwrite,等,I/O,函数在调用时，如果出现错误，有可能在返回值上有所反映，但是并不准确。例如，,fgets,函数返回,NULL,，其原因可能是文件结束也可能是出错。,ferror,(),则可以明确第检查是否出错，它的原型为：,int,ferror(FILE,*,strm,);,8.4.4,fclearerr,函数,fclearer,(),的作用是重置,ferror,函数的初值为零。使用它的目的是为了在一次监视,I/O,调用后并测试使用,ferror,(),的值之后，立即使其复位，以便有效第监视下一个,I/O,调用。,clearer(),的原型为：,int,fclearerr(FILE,*,strm,);,