在C语言中,文件的输入输出是程序设计中不可或缺的一部分,尤其在处理大量数据或需要持久化存储信息时。本章主要围绕数据文件的处理展开,涵盖了文件的基本概念、打开与关闭、顺序读写和随机读写,以及错误检测。
10.1 C语言中的文件基础
10.1.1 什么是文件
文件是存储在外部介质上的一组数据的集合。在编程中,我们主要关注两种类型的文件:程序文件,如源代码(.c)、目标文件(.obj)和可执行文件(.exe);以及数据文件,它们存储程序运行时所需的或产生的数据。本章的重点是数据文件。在C语言中,输入输出(I/O)通常涉及到数据从键盘流入,从显示器流出。但为了保存数据,我们需要将其输出到磁盘上,这就涉及到了磁盘文件的使用。操作系统将所有设备视为文件进行管理,例如键盘作为输入文件,显示器和打印机作为输出文件。
10.1.2 文件名
文件名是用于唯一标识文件的字符串,通常包含文件路径、文件名主干和文件后缀。例如,"D:\CC\temp\file1.dat",其中"D:\CC\temp"是文件路径,"file1"是文件名主干,".dat"是文件后缀。文件名应遵循标识符的命名规则,并且通常会根据文件类型使用特定的后缀,如.doc、.txt、.dat等。
10.1.3 文件的分类
文件可以分为文本文件和二进制文件。文本文件以人类可读的字符形式存储数据,而二进制文件则以机器可读的格式存储,通常用于存储结构化数据或图像、音频等非文本数据。
10.1.4 文件缓冲区
文件缓冲区是一种提高I/O效率的机制,它在内存中存储文件的部分内容,允许批量读写操作,减少与硬盘的交互次数。
10.1.5 文件类型指针
在C语言中,文件操作通过文件类型指针(FILE *)实现,它是一个指向结构体的指针,包含了关于文件的状态和位置的信息。
10.2 打开与关闭文件
使用fopen()函数打开文件,并指定文件模式(如读、写、追加等)。当完成文件操作后,使用fclose()函数关闭文件,释放系统资源。
10.3 顺序读写数据文件
使用fread()和fwrite()函数进行顺序读写,按照预定义的大小和数量从文件中读取或写入数据。
10.4 随机读写数据文件
使用fseek()函数改变文件指针的位置,然后用fread()和fwrite()进行随机访问读写。
10.5 文件读写的出错检测
通过feof()和ferror()函数检查文件是否到达末尾或发生错误,确保程序能正确处理异常情况。
C语言的文件处理提供了强大的工具,使程序员能够灵活地与磁盘上的数据交互。理解这些基本概念和操作是编写高效、健壮的C程序的关键。通过掌握文件的输入输出,开发者可以创建能够处理大量数据、跨程序共享信息的应用程序。