關鍵字：

普通檔案、裝置檔案；

檔案檔案、二進位制檔案；

流式檔案

FILE *、

字元讀寫、串讀寫、塊讀寫、格式化讀寫。

換行符，EOF，串結束符

隨機讀寫

檔案的基本概念

　　所謂"檔案"是指一組相關資料的有序集合。檔案通常是駐留在外部介質(如磁碟等)上的， 在使用時才調入記憶體中來。從不同的角度可對檔案作不同的分類。

從使用者的角度看，分為普通檔案和裝置檔案:

　　普通檔案 是指駐留在磁碟或其它外部介質上的一個有序資料集。可以是原始檔、目標檔案、可執行程式（可以稱作程式檔案）；也可以是一組待輸入處理的原始資料，或者是一組輸出的結果（可稱作資料檔案）。

　　裝置檔案 是指與主機相聯的各種外部裝置，如顯示器、印表機、鍵盤等。在作業系統中，把外部裝置也看作是一個檔案來進行管理，把它們的輸入、輸出等同於對磁碟檔案的讀和寫。 通常把顯示器定義為標準輸出檔案，相關函式有printf,putchar

等。鍵盤通常被指定標準的輸入檔案，相關函式有scanf,getchar等。

從檔案編碼的方式來看，分為ASCII碼檔案和二進位制碼檔案:

　　ASCII檔案也稱為文字檔案，這種檔案在磁碟中存放時每個字元對應一個位元組，用於存放對應的ASCII碼。

例如，數5678的儲存形式為：

BYTE： 　00110101 00110110 00110111 00111000

　　　　　↓↓↓↓

ASCII：  '5''6''7''8'

共佔用4個位元組。ASCII碼檔案可在螢幕上按字元顯示，例如源程式檔案就是ASCII檔案，用DOS命令TYPE可檢視檔案的內容。

　　二進位制檔案是按二進位制的編碼方式來存放檔案的。 

例如，數5678

的儲存形式為： 

00010110 00101110

只佔二個位元組。

C系統在處理這些檔案時，並不區分型別，都看成是字元流，按位元組進行處理。輸入輸出字元流的開始和結束只由程式控制而不受物理符號(如回車符)的控制。 因此也把這種檔案稱作"流式檔案"。 // C語言中還有 IO型檔案

本節學習流式檔案的開啟、關閉、讀、寫、 定位等各種操作。

在講這些函式之間，先了解一個概念 FILE

檔案指標

在Ｃ語言中用一個指標變數指向一個檔案,通過檔案指標可對檔案進行各種操作。 

FILE* 指標變數識別符號； 

其中

FILE，是由系統定義的一個結構， 該結構中含有檔名、檔案狀態和檔案當前位置等資訊。 各種檔案操作函式已經封裝了對它的操作，使用者程式設計操作檔案時不必關心FILE

結構的細節。

例如：

FILE *fp； 表示fp是指向FILE結構的指標變數，通過fp 即可找存放某個檔案資訊的結構變數，然後按結構變數提供的資訊找到該檔案， 實施對檔案的操作。FILE結構關聯一個檔案，開啟檔案時建立此關聯，關閉檔案時斷開關聯。習慣上把fp稱為指向一個檔案的指標。

流式檔案 開啟和關閉函式

檔案的開啟與關閉檔案在進行讀寫操作之前要先開啟，使用完畢要關閉。 所謂開啟檔案，實際上是建立檔案的各種有關資訊， 並使檔案指標指向該檔案，以便進行其它操作。關閉檔案則斷開指標與檔案之間的聯絡，也就禁止再對該檔案進行操作。

檔案開啟函式 fopen

檔案指標名=fopen(檔名，使用檔案方式) 

其中

"檔案指標名" 是被說明為FILE 型別的指標變數。

"檔名" 是被開啟檔案的檔名， 是字串常量或字元陣列。

"使用檔案方式"是指檔案的型別和操作要求。

例如：

在當前目錄下開啟檔案file a， 只允許進行"讀"操作。

FILE *fp；

fp=("fileA","r");

例如：

開啟C驅動器磁碟的根目錄下的檔案hzk16， 這是一個二進位制檔案，只允許按二進位制方式進行讀操作。

FILE *fphzk

fphzk=("c:\\hzk16","rb")

使用檔案的方式共有12種

方式	意 義
"rt"	只讀開啟 文字檔案
"wt"	只寫開啟或建立 文字檔案
"at"	追加開啟 文字檔案
"rb"	只讀開啟 二進位制檔案
"wb"	只寫開啟或建立 二進位制檔案
"ab"	追加開啟 二進位制檔案
"rt+"	讀寫開啟 文字檔案
"wt+"	讀寫開啟或建立 文字檔案
"at+"	讀寫開啟文字檔案，可追加
"rb+"	讀寫開啟二進位制檔案
"wb+"	讀寫開啟或建立二進位制檔案
"ab+"	讀寫開啟二進位制檔案，可追加

說明：

1. 檔案使用方式由r,w,a,t,b，+六個字元拼成，各字元的含義是：

r(read)   讀

w(write)  寫

a(append) 追加

+        讀和寫

t(text)    文字檔案，可省略不寫

b(banary) 二進位制檔案

2. 用"r"開啟的檔案只能讀，且檔案必須已經存在。

3. 用"w"開啟的檔案只能寫。 若檔案不存在，建立之，否則，覆蓋之。

4. 用"a"開啟的檔案只能寫，內容追加。檔案必須已經存在，否則出錯。

5. 開啟檔案出錯時，fopen將返回 NULL。

6. 對於文字檔案，讀入記憶體時轉換為二進位制形式，寫入硬碟時轉換為文字形式，轉換需要一點點時間。對二進位制檔案的讀寫不存在這種轉換。

7. 檔案使用完畢，應關閉之，以避免資料丟失等錯誤。

8. 標準輸入檔案(鍵盤)，標準輸出檔案(顯示器 )，標準出錯輸出(出錯資訊)由系統開啟，可直接使用。

檔案關閉函式fclose

fclose(檔案指標)； 

正常關閉時返回0，否則返回非零。

流式檔案的讀寫

C提供多種檔案讀寫的函式：

·字元讀寫函式 ：fgetc和fputc

·字串讀寫函式：fgets和fputs

·資料塊讀寫函式：freed和fwrite

·格式化讀寫函式：fscanf和fprinf

檔案操作函式說明在標頭檔案stdio.h。

字元讀寫函式 fgetc, fputc

一、讀字元函式fgetc

　　字元變數=fgetc(檔案指標)； 

例如：

ch=fgetc(fp); 

說明：

可連續多次使用fgetc函式，讀取多個字元。在檔案內部有一個位置指標,指向檔案的當前讀寫位元組。在檔案開啟時，該指標總是指向檔案的第一個位元組。使用fgetc函式後，該位置指標將向後移動一個位元組。 

應區別 檔案指標和檔案內部的位置指標不是一回事。

檔案指標 是指向整個檔案的，須在程式中定義說明，只要不重新賦值，檔案指標的值是不變的。

檔案內部的位置指標 用以指示檔案內部的當前讀寫位置，每讀寫一次，該指標均向後移動，它不需在程式中定義說明，而是由系統自動設定的。

二、寫字元函式fputc

fputc(字元量，檔案指標)； 

其中，待寫入的字元量可以是字元常量或變數

例如：

fputc('a',fp);

說明：

1. 被寫入的檔案可以用寫、讀寫、追加方式開啟，用寫或讀寫方式開啟一個已存在的檔案時將清除原有的檔案內容，寫入字元從檔案首開始。被寫入的檔案若不存在，則建立該檔案。

2. 每寫入一個字元，檔案內部位置指標向後移動一個位元組。

3. fputc函式有一個返回值，如寫入成功則返回寫入的字元， 否則返回一個EOF。

字元讀寫示例：

從鍵盤輸入一行字元，寫入一個檔案， 再把該檔案內容讀出顯示在螢幕上。 

#include<stdio.h> main() { FILE *fp; char ch; if((fp=fopen("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); }

字元讀寫示例：
把命令列引數中的前一個檔名標識的檔案， 複製到後一個檔名標識的檔案中， 如命令列中只有一個檔名則把該檔案寫到標準輸出檔案(顯示器)中。

#include<stdio.h> main(int argc,char *argv[]) { FILE *fp1,*fp2; char ch; if(argc==1) { printf("無檔名，請至少指定輸入檔案！"); //getch(); exit(0); } if((fp1=fopen(argv[1],"rt"))==NULL) { printf("不能開啟輸入檔案 %s\n",argv[1]); //getch(); exit(1); } if(argc==2)     fp2=stdout; else if((fp2=fopen(argv[2],"wt+"))==NULL) { printf("不能開啟輸出檔案 %s\n",argv[1]); //getch(); exit(1); } while((ch=fgetc(fp1))!=EOF)   fputc(ch,fp2); fclose(fp1); fclose(fp2); }

字串讀寫函式 fgets, fputs

一、讀字串函式fgets

fgets(字元陣列名，n，檔案指標)； 

其中

n是一個正整數, 表示從檔案中讀出的字串不超過 n-1個字元。在讀入的最後一個字元後加上串結束標誌 '\0' 。

說明：

1. 在讀出n-1個字元之前，如遇到了換行符或EOF，則結束。 // 串結束符 呢 ？

2. fgets函式也有返回值，其返回值是字元陣列的首地址。

二、寫字串函式fputs

fputs(字串，檔案指標) 

其中 字串可以是字串常量，字元陣列名，指標變數。

例如：

向一檔案寫入一串，然後讀取前10字元。

#include <stdio.h> main() { FILE *fp; char str[128]="0123456789"; char ch; if((fp=fopen("str","wt+"))==NULL) { printf("開啟檔案失敗!"); // getch(); exit(1); } printf("請輸入一串:"); scanf("%12s",str); // receive 12 chars, and storage 0 behind! // scanf("%12s", tr); // receive rest chars in istream! puts(str); fputs(str,fp); rewind(fp); fgets(str, 11, fp); // read at most 10 chars, and storage 0 behind! puts(str); fclose(fp); } /* 請輸入一串:01234567891011 012345678910 0123456789 Press any key to continue */

資料塊讀寫函式 fread, fwrite

　　可用來讀寫一組資料，如陣列，結構等塊資料。

fread(buffer,size,count,fp); 

fwrite(buffer,size,count,fp); 

其中

buffer是一個指標，表示存放資料塊的首地址。

size 表示資料塊的位元組數。

count 表示要讀寫的資料塊塊數。

fp 表示檔案指標。

例如：

fread(fa,4,5,fp); 其意義是從fp所指的檔案中，每次讀4個位元組(一個實數)送入實陣列fa中，連續讀5次，即讀5個實數到fa中。

例如：

從鍵盤輸入兩個學生資料，寫入一個檔案中， 再讀出這兩個學生的資料顯示在螢幕上。

// 注意： scanf("%s%d"， str, &iv); 輸入串時不能有空格！ 如果允許空格，使用gets。 #include<stdio.h> struct stu { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; }boya[2],boyb[2],*pp,*qq; main() { FILE *fp; char ch; int i; pp=boya; qq=boyb; if((fp=fopen("stu_list","wb+"))==NULL) { printf("Cannot open file strike any key exit!"); // getch(); exit(1); } printf("\ninput data\n"); for(i=0;i<2;i++,pp++) scanf("%s%d%d%s",pp->name,&pp->num,&pp->age,pp->addr); pp=boya; fwrite(pp,sizeof(struct stu),2,fp); rewind(fp); fread(qq,sizeof(struct stu),2,fp); printf("\n\nname\tnumber age addr\n"); for(i=0;i<2;i++,qq++) printf("%s\t%5d%7d%s\n",qq->name,qq->num,qq->age,qq->addr); fclose(fp); }

格式化讀寫函式fscanf，fprintf

與前面使用的scanf和printf 函式的功能相似，都是格式化讀寫函式。區別在於 fscanf 函式和fprintf函式的讀寫物件不是鍵盤和顯示器，而是磁碟檔案。

格式： 

fscanf(檔案指標，格式字串，輸入表列)； 

fprintf(檔案指標，格式字串，輸出表列)； 

例如：

fscanf(fp,"%d%s",&i,s);

fprintf(fp,"%d%c",j,ch);

用fscanf和fprintf函式也可以實現前面的操作。

格式化讀寫的問題： 串中不能有空格！

例如：

#include<stdio.h> struct stu { char name[10]; int num; int age; char addr[15]; }boya[2], *pp; main() { FILE *fp; char ch; int i; if((fp=fopen("stu_list","wa+"))==NULL) { printf("Cannot open file strike any key exit!"); exit(1); } pp=boya; for(i=0;i<2;i++,pp++) { printf(" student %d/2 \n", i); scanf("%s%d%d%s",pp->name,&pp->num,&pp->age,pp->addr); fprintf(fp,"%s %d %d %s\n",pp->name,pp->num,pp->age,pp->addr); printf("%s %d %d %s\n",pp->name,pp->num,pp->age,pp->addr); } rewind(fp); pp = boya; for(i=0;i<2;i++,pp++) { printf(" student %d/2 \n", i); fscanf(fp, "%s %d %d %s",pp->name,&pp->num,&pp->age,pp->addr); printf("%s %d %d %s\n",pp->name,pp->num,pp->age,pp->addr); } fclose(fp); }

檔案的隨機讀寫

　　前面介紹的是順序讀寫， 即讀寫檔案只能從頭開始，順序讀寫各個資料。 但在實際問題中常要求只讀寫檔案中某一指定的部分。 這就需要移動位置指標，也稱檔案的定位。檔案定位函式主要有兩個 rewind 函式和fseek函式。// 還有ftell 

rewind函式

把檔案內部的位置指標移到檔案首。 

rewind(檔案指標)； 

fseek函式

移動檔案內部位置指標

fseek(檔案指標，位移量，起始點)； 

其中

"檔案指標"指向被移動的檔案。 

"位移量"表示移動的位元組數，要求位移量是long型資料，以便在檔案長度大於64KB （// ? 超過了怎麼辦 ）時不會出錯。當用常量表示位移量時，要求加字尾"L"。

"起始點"表示從何處開始計算位移量，起始點有三種：檔案首，當前位置和檔案尾。

起始點    符號    值

────────────────────

檔案首      SEEK—SET  0

當前位置    SEEK—CUR  1

檔案末尾 　 SEEK—END  2

例如：

把位置指標移到離檔案首100個位元組處。

fseek(fp,100L,0);

說明

fseek函式一般用於二進位制檔案。在文字檔案中由於要進行轉換，故往往計算的位置會出現錯誤。

檔案的隨機讀寫在移動位置指標之後，可用前面介紹的任一種讀寫函式進行讀寫。一般是用fread和fwrite讀寫一個數據據塊。

例如：

前面的例子中輸出檔案中儲存了3個學生成績，讀出第2個學生的資訊，並修改它。

...

檔案檢測函式

一、檔案結束檢測函式 feof

feof(檔案指標)；

判斷檔案是否處於檔案結束位置，如檔案結束，則返回值為1，否則為0。

二、讀寫檔案出錯檢測函式 ferror

ferror(檔案指標)；

檢查檔案在用各種輸入輸出函式進行讀寫時是否出錯。 如ferror返回值為0表示未出錯，否則表示有錯。

三、檔案出錯標誌和檔案結束標誌置0函式 clearerr

clearerr(檔案指標);

清除出錯標誌和檔案結束標誌。

本章小結

1. Ｃ系統把檔案當作一個"流"，按位元組進行處理。

2. Ｃ檔案按編碼方式分為二進位制檔案和ASCII檔案。

3. Ｃ語言中，用檔案指標標識檔案，當一個檔案被 開啟時， 可取得該檔案指標。

4. 檔案在讀寫之前必須開啟，讀寫結束必須關閉。

5. 檔案可按只讀、只寫、讀寫、追加四種操作方式開啟，同時還必須指定檔案的型別是二進位制檔案還是文字檔案。

6. 檔案可按位元組，字串，資料塊為單位讀寫，檔案也可按指定的格式進行讀寫。

7. 檔案內部的位置指標可指示當前的讀寫位置，移動該指標可以對檔案實現隨機讀寫。

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