8.1 緩沖文件系統(tǒng)
緩沖文件系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在內(nèi)存開辟一個(gè)“緩沖區(qū)”，為程序中的每一個(gè)文件使用，當(dāng)執(zhí)行讀文件的操作時(shí)，從磁盤文件將數(shù)據(jù)先讀入內(nèi)存“緩沖區(qū)”，裝滿后再?gòu)膬?nèi)存“緩沖區(qū)”依此讀入接收的變量。執(zhí)行寫文件的操作時(shí)，先將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存“緩沖區(qū)”，待內(nèi)存“緩沖區(qū)”裝滿后再寫入文件。由此可以看出，內(nèi)存“緩沖區(qū)”的大小，影響著實(shí)際操作外存的次數(shù)，內(nèi)存“緩沖區(qū)”越大，則操作外存的次數(shù)就少，執(zhí)行速度就快、效率高。一般來(lái)說(shuō)，文件“緩沖區(qū)”的大小隨機(jī)器而定。
8.1.1 文件的打開與關(guān)閉
任何關(guān)于文件的操作都要先打開文件，再對(duì)文件進(jìn)行讀寫，操作完畢后，要關(guān)閉文件。
1. 文件類型指針
人們?cè)诓僮魑募r(shí)，通常都關(guān)心文件的屬性，如文件的名字、文件的性質(zhì)、文件的當(dāng)前狀態(tài)等。對(duì)緩沖文件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，上述特性都是要仔細(xì)考慮的。ANSI C為每個(gè)被使用的文件在內(nèi)存開辟一塊用于存放上述信息的小區(qū)，利用一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的變量存放。該變量的結(jié)構(gòu)體類型由系統(tǒng)取名為FILE，在頭文件stdio.h中定義如下：
typedef struct{
int_fd; /*文件號(hào)*/
int_cleft; /*緩沖區(qū)中的剩余字符*/
int_mode; /*文件的操作模式*/
char *_next;/*下一個(gè)字符的位置*/
char *_buff; /*文件緩沖區(qū)的位置*/
}FILE;
在操作文件以前，應(yīng)先定義文件變量指針：
FILE *fp1,fp2;
按照上面的定義，f p 1和f p 2均為指向結(jié)構(gòu)體類型的指針變量，分別指向一個(gè)可操作的文件，換句話說(shuō)，一個(gè)文件有一個(gè)文件變量指針，今后對(duì)文件的訪問(wèn)，會(huì)轉(zhuǎn)化為針對(duì)文件變量指針的操作。
2. 文件的打開
ANSI C 提供了打開文件的函數(shù)：
FILE *fopen(char *fname,char *mode)
函數(shù)原型在stdio.h文件中，fopen( )打開一個(gè)fname指向的外部文件，返回與它相連接的流。fname是字符串，應(yīng)是一個(gè)合法的文件名，還可以指明文件路經(jīng)。對(duì)文件的操作模式由mode決定，mode也是字符串，由表8 - 1給出mode的取值表。
表8-1 mode的取值表 Mode 含 義
r 打開一個(gè)文本文件只讀
w 打開一個(gè)文本文件只寫
a 打開一個(gè)文本文件在尾部追加
rb 打開一個(gè)只讀的二進(jìn)制文件
wb 打開一個(gè)只寫的二進(jìn)制文件
ab 對(duì)二進(jìn)制文件追加
r+ 打開一個(gè)可讀/寫的文本文件
w+ 創(chuàng)建一個(gè)新的可讀/寫的文本文件
a+ 打開一個(gè)可讀/寫的文本文件
rb+ 打開一個(gè)可讀/寫的二進(jìn)制文件
wb+ 創(chuàng)建一個(gè)新的可讀/寫的二進(jìn)制文件
ab 打開一個(gè)可讀/寫的二進(jìn)制文件
如表8 - 1所示，文件的操作方式有文本文件和二進(jìn)制文件兩種，打開文件的正確方法如下
例所示：
#include
FILE *fp;
If((fp=fopen("test.txt","w"))==NULL)
{ /*創(chuàng)建一個(gè)只寫的新文本文件* /
printf("cannot open file \n");
exit(0);
}
這種方法能發(fā)現(xiàn)打開文件時(shí)的錯(cuò)誤。在開始寫文件之前檢查諸如文件是否有寫保護(hù)，磁盤是否已寫滿等，因?yàn)楹瘮?shù)會(huì)返回一個(gè)空指針NULL，NULL值在stdio.h中定義為0。事實(shí)上打開文件是要向編譯系統(tǒng)說(shuō)明三個(gè)信息：①需要訪問(wèn)的外部文件是哪一個(gè)。②打開文件后要執(zhí)行讀或?qū)懠催x擇操作方式。③確定哪一個(gè)文件指針指向該文件。對(duì)打開文件所選擇的操作方式來(lái)說(shuō)，一經(jīng)說(shuō)明不能改變，除非關(guān)閉文件后重新打開。是只讀就不能對(duì)其寫操作，對(duì)已存文件如以新文件方式打開，則信息必丟失。
3. 文件的關(guān)閉
ANSI C 提供了關(guān)閉文件的函數(shù)：
int fclose(FILE *stream)
fclose( )函數(shù)關(guān)閉與stream相連接的文件，并把它的緩沖區(qū)內(nèi)容全部寫出。在fclose( )函數(shù)調(diào)用以后，流stream與此文件無(wú)關(guān)，同時(shí)原自動(dòng)分配的緩沖區(qū)也失去定位。fclose( )函數(shù)關(guān)閉文件操作成功后，函數(shù)返回0；失敗則返回非零值。
[例8-1] 打開和關(guān)閉一個(gè)可讀可寫的二進(jìn)制文件：
#include
main( )
{
FILE *fp;
If ((fp=fopen("test.dat","rb"))==NULL)
{
printf("cannot open file\n");
exit(0);
}
/ *寫入對(duì)文件執(zhí)行讀寫的代碼 */
if (fclose(fp)) printf("file close error!\n");
}
8.1.2 文件的讀寫
當(dāng)文件按指定的工作方式打開以后，就可以執(zhí)行對(duì)文件的讀和寫。下面按文件的性質(zhì)分類進(jìn)行操作。針對(duì)文本文件和二進(jìn)制文件的不同性質(zhì)，對(duì)文本文件來(lái)說(shuō)，可按字符讀寫或按字符串讀寫；對(duì)二進(jìn)制文件來(lái)說(shuō)，可進(jìn)行成塊的讀寫或格式化的讀寫。
緩沖文件系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在內(nèi)存開辟一個(gè)“緩沖區(qū)”，為程序中的每一個(gè)文件使用，當(dāng)執(zhí)行讀文件的操作時(shí)，從磁盤文件將數(shù)據(jù)先讀入內(nèi)存“緩沖區(qū)”，裝滿后再?gòu)膬?nèi)存“緩沖區(qū)”依此讀入接收的變量。執(zhí)行寫文件的操作時(shí)，先將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存“緩沖區(qū)”，待內(nèi)存“緩沖區(qū)”裝滿后再寫入文件。由此可以看出，內(nèi)存“緩沖區(qū)”的大小，影響著實(shí)際操作外存的次數(shù)，內(nèi)存“緩沖區(qū)”越大，則操作外存的次數(shù)就少，執(zhí)行速度就快、效率高。一般來(lái)說(shuō)，文件“緩沖區(qū)”的大小隨機(jī)器而定。
8.1.1 文件的打開與關(guān)閉
任何關(guān)于文件的操作都要先打開文件，再對(duì)文件進(jìn)行讀寫，操作完畢后，要關(guān)閉文件。
1. 文件類型指針
人們?cè)诓僮魑募r(shí)，通常都關(guān)心文件的屬性，如文件的名字、文件的性質(zhì)、文件的當(dāng)前狀態(tài)等。對(duì)緩沖文件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，上述特性都是要仔細(xì)考慮的。ANSI C為每個(gè)被使用的文件在內(nèi)存開辟一塊用于存放上述信息的小區(qū)，利用一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的變量存放。該變量的結(jié)構(gòu)體類型由系統(tǒng)取名為FILE，在頭文件stdio.h中定義如下：
typedef struct{
int_fd; /*文件號(hào)*/
int_cleft; /*緩沖區(qū)中的剩余字符*/
int_mode; /*文件的操作模式*/
char *_next;/*下一個(gè)字符的位置*/
char *_buff; /*文件緩沖區(qū)的位置*/
}FILE;
在操作文件以前，應(yīng)先定義文件變量指針：
FILE *fp1,fp2;
按照上面的定義，f p 1和f p 2均為指向結(jié)構(gòu)體類型的指針變量，分別指向一個(gè)可操作的文件，換句話說(shuō)，一個(gè)文件有一個(gè)文件變量指針，今后對(duì)文件的訪問(wèn)，會(huì)轉(zhuǎn)化為針對(duì)文件變量指針的操作。
2. 文件的打開
ANSI C 提供了打開文件的函數(shù)：
FILE *fopen(char *fname,char *mode)
函數(shù)原型在stdio.h文件中，fopen( )打開一個(gè)fname指向的外部文件，返回與它相連接的流。fname是字符串，應(yīng)是一個(gè)合法的文件名，還可以指明文件路經(jīng)。對(duì)文件的操作模式由mode決定，mode也是字符串，由表8 - 1給出mode的取值表。
表8-1 mode的取值表 Mode 含 義
r 打開一個(gè)文本文件只讀
w 打開一個(gè)文本文件只寫
a 打開一個(gè)文本文件在尾部追加
rb 打開一個(gè)只讀的二進(jìn)制文件
wb 打開一個(gè)只寫的二進(jìn)制文件
ab 對(duì)二進(jìn)制文件追加
r+ 打開一個(gè)可讀/寫的文本文件
w+ 創(chuàng)建一個(gè)新的可讀/寫的文本文件
a+ 打開一個(gè)可讀/寫的文本文件
rb+ 打開一個(gè)可讀/寫的二進(jìn)制文件
wb+ 創(chuàng)建一個(gè)新的可讀/寫的二進(jìn)制文件
ab 打開一個(gè)可讀/寫的二進(jìn)制文件
如表8 - 1所示，文件的操作方式有文本文件和二進(jìn)制文件兩種，打開文件的正確方法如下
例所示：
#include
FILE *fp;
If((fp=fopen("test.txt","w"))==NULL)
{ /*創(chuàng)建一個(gè)只寫的新文本文件* /
printf("cannot open file \n");
exit(0);
}
這種方法能發(fā)現(xiàn)打開文件時(shí)的錯(cuò)誤。在開始寫文件之前檢查諸如文件是否有寫保護(hù)，磁盤是否已寫滿等，因?yàn)楹瘮?shù)會(huì)返回一個(gè)空指針NULL，NULL值在stdio.h中定義為0。事實(shí)上打開文件是要向編譯系統(tǒng)說(shuō)明三個(gè)信息：①需要訪問(wèn)的外部文件是哪一個(gè)。②打開文件后要執(zhí)行讀或?qū)懠催x擇操作方式。③確定哪一個(gè)文件指針指向該文件。對(duì)打開文件所選擇的操作方式來(lái)說(shuō)，一經(jīng)說(shuō)明不能改變，除非關(guān)閉文件后重新打開。是只讀就不能對(duì)其寫操作，對(duì)已存文件如以新文件方式打開，則信息必丟失。
3. 文件的關(guān)閉
ANSI C 提供了關(guān)閉文件的函數(shù)：
int fclose(FILE *stream)
fclose( )函數(shù)關(guān)閉與stream相連接的文件，并把它的緩沖區(qū)內(nèi)容全部寫出。在fclose( )函數(shù)調(diào)用以后，流stream與此文件無(wú)關(guān)，同時(shí)原自動(dòng)分配的緩沖區(qū)也失去定位。fclose( )函數(shù)關(guān)閉文件操作成功后，函數(shù)返回0；失敗則返回非零值。
[例8-1] 打開和關(guān)閉一個(gè)可讀可寫的二進(jìn)制文件：
#include
main( )
{
FILE *fp;
If ((fp=fopen("test.dat","rb"))==NULL)
{
printf("cannot open file\n");
exit(0);
}
/ *寫入對(duì)文件執(zhí)行讀寫的代碼 */
if (fclose(fp)) printf("file close error!\n");
}
8.1.2 文件的讀寫
當(dāng)文件按指定的工作方式打開以后，就可以執(zhí)行對(duì)文件的讀和寫。下面按文件的性質(zhì)分類進(jìn)行操作。針對(duì)文本文件和二進(jìn)制文件的不同性質(zhì)，對(duì)文本文件來(lái)說(shuō)，可按字符讀寫或按字符串讀寫；對(duì)二進(jìn)制文件來(lái)說(shuō)，可進(jìn)行成塊的讀寫或格式化的讀寫。