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C语言初学者入门讲座

C语言初学者入门讲座 第一讲 慨述

C语言是在70年代初问世的。一九七八年由美国电话电报公司(AT&T)贝尔实验室正式发表了C语言。同时由B.W.Kernighan和D.M.Ritchit合著了著名的“THE C PROGRAMMING LANGUAGE”一书。通常简称为《K&R》,也有人称之为《K&R》标准。但是,在《K&R》中并没有定义一个完整的标准C语言,后来由美国国家标准学会在此基础上制定了一个C 语言标准,于一九八三年发表。通常称之为ANSI C。
  当代最优秀的程序设计语言

  早期的C语言主要是用于UNIX系统。由于C语言的强大功能和各方面的优点逐渐为人们认识,到了八十年代,C开始进入其它操作系统,并很快在各类大、中、小和微型计算机上得到了广泛的使用。成为当代最优秀的程序设计语言之一。

  C语言的特点

  C语言是一种结构化语言。它层次清晰,便于按模块化方式组织程序,易于调试和维护。C语言的表现能力和处理能力极强。它不仅具有丰富的运算符和数据类型,便于实现各类复杂的数据结构。它还可以直接访问内存的物理地址,进行位(bit)一级的操作。由于C语言实现了对硬件的编程操作,因此C语言集高级语言和低级语言的功能于一体。既可用于系统软件的开发,也适合于应用软件的开发。此外,C语言还具有效率高,可移植性强等特点。因此广泛地移植到了各类各型计算机上,从而形成了多种版本的C语言。

  C语言版本

  目前最流行的C语言有以下几种:

   ·Microsoft C 或称 MS C
   ·Borland Turbo C 或称 Turbo C
   ·AT&T C

  这些C语言版本不仅实现了ANSI C标准,而且在此基础上各自作了一些扩充,使之更加方便、完美。

  面向对象的程序设计语言

  在C的基础上,一九八三年又由贝尔实验室的Bjarne Strou-strup推出了C++。 C++进一步扩充和完善了C语言,成为一种面向 对象的程序设计语言。C++目前流行的最新版本是Borland C++4.5,Symantec C++6.1,和Microsoft VisualC++ 2.0。C++提出了一些更为深入的概念,它所支持的这些面向对象的概念容易将问题空间直接地映射到程序空间,为程序员提供了一种与传统结构程序设计不同的思维方式和编程方法。因而也增加了整个语言的复杂性,掌握起来有一定难度。

  C和C++

  但是,C是C++的基础,C++语言和C语言在很多方面是兼容的。因此,掌握了C语言,再进一步学习C++就能以一种熟悉的语法来学习面向对象的语言,从而达到事半功倍的目的。

  C源程序的结构特点

  为了说明C语言源程序结构的特点,先看以下几个程序。这几个程 序由简到难,表现了C语言源程序在组成结构上的特点。虽然有关内容还未介绍,但可从这些例子中了解到组成一个C源程序的基本部分和书写格式。main()

{
printf("c语言世界www.vcok.com,您好!\n");
}

  main是主函数的函数名,表示这是一个主函数。每一个C源程序都必须有,且只能有一个主函数(main函数)。函数调用语句,printf函数的功能是把要输出的内容送到显示器去显示。printf函数是一个由系统定义的标准函数,可在程序中直接调用。

#include
#include
main()
{
double x,s;
printf("input number:\n");
scanf("%lf",&x);
s=sin(x);
printf("sine of %lf is %lf\n",x,s);
}

  每行注释

  include称为文件包含命令扩展名为.h的文件也称为头文件或首部文件

  定义两个实数变量,以被后面程序使用

  显示提示信息

  从键盘获得一个实数x

  求x的正弦,并把它赋给变量s

  显示程序运算结果

  main函数结束
  
  程序的功能是从键盘输入一个数x,求x的正弦值,然后输出结果。在main()之前的两行称为预处理命令(详见后面)。预处理命令还有其它几种,这里的include 称为文件包含命令,其意义是把尖括号""或引号<>内指定的文件包含到本程序来,成为本程序的一部分。被包含的文件通常是由系统提供的,其扩展名为.h。因此也称为头文件或首部文件。C语言的头文件中包括了各个标准库函数的函数原型。因此,凡是在程序中调用一个库函数时,都必须包含该函数原型所在的头文件。在本例中,使用了三个库函数:输入函数scanf,正弦函数sin,输出函数printf。sin函数是数学函数,其头文件为math.h文件,因此在程序的主函数前用include命令包含了math.h。scanf和printf是标准输入输出函数,其头文件为stdio.h,在主函数前也用include命令包含了stdio.h文件。

  需要说明的是,C语言规定对scanf和printf这两个函数可以省去对其头文件的包含命令。所以在本例中也可以删去第二行的包含命令#include。同样,在例1.1中使用了printf函数,也省略了包含命令。

  在例题中的主函数体中又分为两部分,一部分为说明部分,另一部分执行部分。说明是指变量的类型说明。例题中未使用任何变量,因此无说明部分。C语言规定,源程序中所有用到的变量都必须先说明,后使用,否则将会出错。这一点是编译型高级程序设计语言的一个特点,与解释型的BASIC语言是不同的。说明部分是C源程序结构中很重要的组成部分。本例中使用了两个变量x,s,用来表示输入的自变量和sin函数值。由于sin函数要求这两个量必须是双精度浮点型,故用类型说明符double来说明这两个变量。说明部分后的四行为执行部分或称为执行语句部分,用以完成程序的功能。执行部分的第一行是输出语句,调用printf函数在显示器上输出提示字符串,请操作人员输入自变量x的值。第二行为输入语句,调用scanf函数,接受键盘上输入的数并存入变量x中。第三行是调用sin函数并把函数值送到变量s中。第四行是用printf 函数输出变量s的值,即x的正弦值。程序结束。

printf("input number:\n");
scanf("%lf",'C10F10&x);
s=sin(x);
printf("sine of %lf is %lf\n",'C10F10x,s);

  运行本程序时,首先在显示器屏幕上给出提示串input number,这是由执行部分的第一行完成的。用户在提示下从键盘上键入某一数,如5,按下回车键,接着在屏幕上给出计算结果。

  输入和输出函数

  在前两个例子中用到了输入和输出函数scanf和 printf,在第三章中我们要详细介绍。这里我们先简单介绍一下它们的格式,以便下面使用。scanf和 printf这两个函数分别称为格式输入函数和格式输出函数。其意义是按指定的格式输入输出值。因此,这两个函数在括号中的参数表都由以下两部分组成: “格式控制串”,参数表  格式控制串是一个字符串,必须用双引号括起来,它表示了输入输出量的数据类型。各种类型的格式表示法可参阅第三章。在printf函数中还可以在格式控制串内出现非格式控制字符,这时在显示屏幕上将原文照印。参数表中给出了输入或输出的量。当有多个量时,用逗号间隔。例如:
printf("sine of %lf is %lf\n",x,s);

  其中%lf为格式字符,表示按双精度浮点数处理。它在格式串中两次现,对应了x和s两个变量。其余字符为非格式字符则照原样输出在屏幕上

int max(int a,int b);
main(){
int x,y,z;
printf("input two numbers:\n");scanf("%d%d",&x,&y);
z=max(x,y);
printf("maxmum=%d",z);
}
int max(int a,int b){
if(a>b)return a;else return b;
}

  此函数的功能是输入两个整数,输出其中的大数。

/*函数说明*/
/*主函数*/
/*变量说明*/
/*输入x,y值*/
/*调用max函数*/
/*输出*/
/*定义max函数*/
/*把结果返回主调函数*/

  上面例中程序的功能是由用户输入两个整数,程序执行后输出其中较大的数。本程序由两个函数组成,主函数和max 函数。函数之间是并列关系。可从主函数中调用其它函数。max 函数的功能是比较两个数,然后把较大的数返回给主函数。max 函数是一个用户自定义函数。因此在主函数中要给出说明(程序第三行)。可见,在程序的说明部分中,不仅可以有变量说明,还可以有函数说明。关于函数的详细内容将在第五章介绍。在程序的每行后用/*和*/括起来的内容为注释部分,程序不执行注释部分。

  上例中程序的执行过程是,首先在屏幕上显示提示串,请用户输入两个数,回车后由scanf函数语句接收这两个数送入变量x,y中,然后调用max函数,并把x,y 的值传送给max函数的参数a,b。在max函数中比较a,b的大小,把大者返回给主函数的变量z,最后在屏幕上输出z的值。

  C源程序的结构特点

  1.一个C语言源程序可以由一个或多个源文件组成。

  2.每个源文件可由一个或多个函数组成。

  3.一个源程序不论由多少个文件组成,都有一个且只能有一个main函数,即主函数。

  4.源程序中可以有预处理命令(include 命令仅为其中的一种),预处理命令通常应放在源文件或源程序的最前面。

  5.每一个说明,每一个语句都必须以分号结尾。但预处理命令,函数头和花括号“}”之后不能加分号。

  6.标识符,关键字之间必须至少加一个空格以示间隔。若已有明显的间隔符,也可不再加空格来间隔。

  书写程序时应遵循的规则

  从书写清晰,便于阅读,理解,维护的角度出发,在书写程序时 应遵循以下规则:

  1.一个说明或一个语句占一行。

  2.用{} 括起来的部分,通常表示了程序的某一层次结构。{}一般与该结构语句的第一个字母对齐,并单独占一行。

  3.低一层次的语句或说明可比高一层次的语句或说明缩进若干格后书写。以便看起来更加清晰,增加程序的可读性。在编程时应力求遵循这些规则,以养成良好的编程风格。

  C语言的字符集

  字符是组成语言的最基本的元素。C语言字符集由字母,数字,空格,标点和特殊字符组成。在字符常量,字符串常量和注释中还可以使用汉字或其它可表示的图形符号。

  1.字母  小写字母a~z共26个,大写字母A~Z共26个

  2.数字  0~9共10个

  3.空白符 空格符、制表符、换行符等统称为空白符。空白符只在字符常量和字符串常量中起作用。在其它地方出现时,只起间隔作用, 编译程序对它们忽略。因此在程序中使用空白符与否,对程序的编译不发生影响,但在程序中适当的地方使用空白符将增加程序的清晰性和可读性。

  4.标点和特殊字符

  C语言词汇

  在C语言中使用的词汇分为六类:标识符,关键字,运算符,分隔符,常量,注释符等。

  1.标识符

  在程序中使用的变量名、函数名、标号等统称为标识符。除库函数的函数名由系统定义外,其余都由用户自定义。C 规定,标识符只能是字母(A~Z,a~z)、数字(0~9)、下划线()组成的字符串,并且其第一个字符必须是字母或下划线。

  以下标识符是合法的:

a,x, 3x,BOOK 1,sum5

  以下标识符是非法的:
  
   3s 以数字开头
   s*T 出现非法字符*
   -3x 以减号开头
   bowy-1 出现非法字符-(减号)

  在使用标识符时还必须注意以下几点:

  (1)标准C不限制标识符的长度,但它受各种版本的C 语言编译系统限制,同时也受到具体机器的限制。例如在某版本C 中规定标识符前八位有效,当两个标识符前八位相同时,则被认为是同一个标识符。

  (2)在标识符中,大小写是有区别的。例如BOOK和book 是两个不同的标识符。

  (3)标识符虽然可由程序员随意定义,但标识符是用于标识某个量的符号。因此,命名应尽量有相应的意义,以便阅读理解,作到“顾名思义”。

  2.关键字

  关键字是由C语言规定的具有特定意义的字符串,通常也称为保留字。用户定义的标识符不应与关键字相同。C语言的关键字分为以下几类:

  (1)类型说明符

  用于定义、说明变量、函数或其它数据结构的类型。如前面例题中用到的int,double等

  (2)语句定义符

  用于表示一个语句的功能。如例1.3中用到的if else就是条件语句的语句定义符。

  (3)预处理命令字

  用于表示一个预处理命令。如前面各例中用到的include。

  3.运算符

  C语言中含有相当丰富的运算符。运算符与变量,函数一起组成表达式,表示各种运算功能。运算符由一个或多个字符组成。

  4.分隔符

  在C语言中采用的分隔符有逗号和空格两种。逗号主要用在类型说明和函数参数表中,分隔各个变量。空格多用于语句各单词之间,作间隔符。在关键字,标识符之间必须要有一个以上的空格符作间隔, 否则将会出现语法错误,例如把int a;写成 inta;C编译器会把inta当成一个标识符处理,其结果必然出错。

  5.常量

  C语言中使用的常量可分为数字常量、字符常量、字符串常量、符号常量、转义字符等多种。在第二章中将专门给予介绍。

  6.注释符

  C 语言的注释符是以“/*”开头并以“*/”结尾的串。在“/*”和“*/”之间的即为注释。程序编译时,不对注释作任何处理。注释可出现在程序中的任何位置。注释用来向用户提示或解释程序的意义。在调试程序中对暂不使用的语句也可用注释符括起来,使翻译跳过不作处理,待调试结束后再去掉注释符。

太专业了,像我们这样的菜鸟,要真正学懂,得费很大的力气的!

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C语言初学者入门讲座 第十六讲 文件(2)

字符串读写函数fgets和fputs

  一、读字符串函数fgets函数的功能是从指定的文件中读一个字符串到字符数组中,函数调用的形式为: fgets(字符数组名,n,文件指针); 其中的n是一个正整数。表示从文件中读出的字符串不超过 n-1个字符。在读入的最后一个字符后加上串结束标志'\0'。例如:fgets(str,n,fp);的意义是从fp所指的文件中读出n-1个字符送入字符数组str中。

  [例10.4]从e10_1.c文件中读入一个含10个字符的字符串。

#include<stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
char str[11];
if((fp=fopen("e10_1.c","rt"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
fgets(str,11,fp);
printf("%s",str);
fclose(fp);
}

  本例定义了一个字符数组str共11个字节,在以读文本文件方式打开文件e101.c后,从中读出10个字符送入str数组,在数组最后一个单元内将加上'\0',然后在屏幕上显示输出str数组。输出的十个字符正是例10.1程序的前十个字符。

  对fgets函数有两点说明:

  1. 在读出n-1个字符之前,如遇到了换行符或EOF,则读出结束。

  2. fgets函数也有返回值,其返回值是字符数组的首地址。

  二、写字符串函数fputs

  fputs函数的功能是向指定的文件写入一个字符串,其调用形式为: fputs(字符串,文件指针) 其中字符串可以是字符串常量,也可以是字符数组名, 或指针 变量,例如:

fputs(“abcd“,fp);

  其意义是把字符串“abcd”写入fp所指的文件之中。[例10.5]在例10.2中建立的文件string中追加一个字符串。

#include<stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
char ch,st[20];
if((fp=fopen("string","at+"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
printf("input a string:\n");
scanf("%s",st);
fputs(st,fp);
rewind(fp);
ch=fgetc(fp);
while(ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
printf("\n");
fclose(fp);
}

  本例要求在string文件末加写字符串,因此,在程序第6行以追加读写文本文件的方式打开文件string 。 然后输入字符串, 并用fputs函数把该串写入文件string。在程序15行用rewind函数把文件内部位置指针移到文件首。 再进入循环逐个显示当前文件中的全部内容。


  数据块读写函数fread和fwrite

  C语言还提供了用于整块数据的读写函数。 可用来读写一组数据,如一个数组元素,一个结构变量的值等。读数据块函数调用的一般形式为: fread(buffer,size,count,fp); 写数据块函数调用的一般形式为: fwrite(buffer,size,count,fp); 其中buffer是一个指针,在fread函数中,它表示存放输入数据的首地址。在fwrite函数中,它表示存放输出数据的首地址。 size 表示数据块的字节数。count 表示要读写的数据块块数。fp 表示文件指针。

  例如:

fread(fa,4,5,fp); 其意义是从fp所指的文件中,每次读4个字节(一个实数)送入实数组fa中,连续读5次,即读5个实数到fa中。

  [例10.6]从键盘输入两个学生数据,写入一个文件中, 再读出这两个学生的数据显示在屏幕上。

#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);
}

  本例程序定义了一个结构stu,说明了两个结构数组boya和 boyb以及两个结构指针变量pp和qq。pp指向boya,qq指向boyb。程序第16行以读写方式打开二进制文件“stu_list”,输入二个学生数据之后,写入该文件中, 然后把文件内部位置指针移到文件首,读出两块学生数据后,在屏幕上显示。

  格式化读写函数fscanf和fprintf

  fscanf函数,fprintf函数与前面使用的scanf和printf 函数的功能相似,都是格式化读写函数。 两者的区别在于 fscanf 函数和fprintf函数的读写对象不是键盘和显示器,而是磁盘文件。这两个函数的调用格式为: fscanf(文件指针,格式字符串,输入表列); fprintf(文件指针,格式字符串,输出表列); 例如:

  fscanf(fp,"%d%s",&i,s);
  fprintf(fp,"%d%c",j,ch);

  用fscanf和fprintf函数也可以完成例10.6的问题。修改后的程序如例10.7所示。

  [例10.7]

#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;
for(i=0;i<2;i++,pp++)
fprintf(fp,"%s %d %d %s\n",pp->name,pp->num,pp->age,pp->
addr);
rewind(fp);
for(i=0;i<2;i++,qq++)
fscanf(fp,"%s %d %d %s\n",qq->name,&qq->num,&qq->age,qq->addr);
printf("\n\nname\tnumber age addr\n");
qq=boyb;
for(i=0;i<2;i++,qq++)
printf("%s\t%5d %7d %s\n",qq->name,qq->num, qq->age,
qq->addr);
fclose(fp);
}

  与例10.6相比,本程序中fscanf和fprintf函数每次只能读写一个结构数组元素,因此采用了循环语句来读写全部数组元素。 还要注意指针变量pp,qq由于循环改变了它们的值,因此在程序的25和32行分别对它们重新赋予了数组的首地址。

  文件的随机读写

  前面介绍的对文件的读写方式都是顺序读写, 即读写文件只能从头开始,顺序读写各个数据。 但在实际问题中常要求只读写文件中某一指定的部分。 为了解决这个问题可移动文件内部的位置指针到需要读写的位置,再进行读写,这种读写称为随机读写。 实现随机读写的关键是要按要求移动位置指针,这称为文件的定位。文件定位移动文件内部位置指针的函数主要有两个, 即 rewind 函数和fseek函数。

  rewind函数前面已多次使用过,其调用形式为: rewind(文件指针); 它的功能是把文件内部的位置指针移到文件首。 下面主要介绍
fseek函数。

  fseek函数用来移动文件内部位置指针,其调用形式为: fseek(文件指针,位移量,起始点); 其中:“文件指针”指向被移动的文件。 “位移量”表示移动的字节数,要求位移量是long型数据,以便在文件长度大于64KB 时不会出错。当用常量表示位移量时,要求加后缀“L”。“起始点”表示从何处开始计算位移量,规定的起始点有三种:文件首,当前位置和文件尾。

  其表示方法如表10.2。

起始点    表示符号    数字表示
──────────────────────────
文件首    SEEK—SET    0
当前位置   SEEK—CUR    1
文件末尾   SEEK—END     2

  例如:

  fseek(fp,100L,0);其意义是把位置指针移到离文件首100个字节处。还要说明的是fseek函数一般用于二进制文件。在文本文件中由于要进行转换,故往往计算的位置会出现错误。文件的随机读写在移动位置指针之后, 即可用前面介绍的任一种读写函数进行读写。由于一般是读写一个数据据块,因此常用fread和fwrite函数。下面用例题来说明文件的随机读写。

  [例10.8]在学生文件stu list中读出第二个学生的数据。

#include<stdio.h>
struct stu
{
 char name[10];
 int num;
 int age;
 char addr[15];
}boy,*qq;
main()
{
 FILE *fp;
 char ch;
 int i=1;
 qq=&boy;
 if((fp=fopen("stu_list","rb"))==NULL)
 {
  printf("Cannot open file strike any key exit!");
  getch();
  exit(1);
 }
 rewind(fp);
 fseek(fp,i*sizeof(struct stu),0);
 fread(qq,sizeof(struct stu),1,fp);
 printf("\n\nname\tnumber age addr\n");
 printf("%s\t%5d %7d %s\n",qq->name,qq->num,qq->age,
 qq->addr);
}

  文件stu_list已由例10.6的程序建立,本程序用随机读出的方法读出第二个学生的数据。程序中定义boy为stu类型变量,qq为指向boy的指针。以读二进制文件方式打开文件,程序第22行移动文件位置指针。其中的i值为1,表示从文件头开始,移动一个stu类型的长度, 然后再读出的数据即为第二个学生的数据。

  文件检测函数

  C语言中常用的文件检测函数有以下几个。

  一、文件结束检测函数feof函数调用格式: feof(文件指针);

  功能:判断文件是否处于文件结束位置,如文件结束,则返回值为1,否则为0。

  二、读写文件出错检测函数ferror函数调用格式: ferror(文件指针);

  功能:检查文件在用各种输入输出函数进行读写时是否出错。 如ferror返回值为0表示未出错,否则表示有错。

  三、文件出错标志和文件结束标志置0函数clearerr函数调用格式: clearerr(文件指针);

  功能:本函数用于清除出错标志和文件结束标志,使它们为0值。

  C库文件

  C系统提供了丰富的系统文件,称为库文件,C的库文件分为两类,一类是扩展名为".h"的文件,称为头文件, 在前面的包含命令中我们已多次使用过。在".h"文件中包含了常量定义、 类型定义、宏定义、函数原型以及各种编译选择设置等信息。另一类是函数库,包括了各种函数的目标代码,供用户在程序中调用。 通常在程序中调用一个库函数时,要在调用之前包含该函数原型所在的".h" 文件。

  在附录中给出了全部库函数。

ALLOC.H    说明内存管理函数(分配、释放等)。
ASSERT.H    定义 assert调试宏。
BIOS.H     说明调用IBM—PC ROM BIOS子程序的各个函数。
CONIO.H    说明调用DOS控制台I/O子程序的各个函数。
CTYPE.H    包含有关字符分类及转换的名类信息(如 isalpha和toascii等)。
DIR.H     包含有关目录和路径的结构、宏定义和函数。
DOS.H     定义和说明MSDOS和8086调用的一些常量和函数。
ERRON.H    定义错误代码的助记符。
FCNTL.H    定义在与open库子程序连接时的符号常量。
FLOAT.H    包含有关浮点运算的一些参数和函数。
GRAPHICS.H   说明有关图形功能的各个函数,图形错误代码的常量定义,正对不同驱动程序的各种颜色值,及函数用到的一些特殊结构。
IO.H      包含低级I/O子程序的结构和说明。
LIMIT.H    包含各环境参数、编译时间限制、数的范围等信息。
MATH.H     说明数学运算函数,还定了 HUGE VAL 宏, 说明了matherr和matherr子程序用到的特殊结构。
MEM.H     说明一些内存操作函数(其中大多数也在STRING.H 中说明)。
PROCESS.H   说明进程管理的各个函数,spawn…和EXEC …函数的结构说明。
SETJMP.H    定义longjmp和setjmp函数用到的jmp buf类型, 说明这两个函数。
SHARE.H    定义文件共享函数的参数。
SIGNAL.H    定义SIG[ZZ(Z] [ZZ)]IGN和SIG[ZZ(Z] [ZZ)]DFL常量,说明rajse和signal两个函数。
STDARG.H    定义读函数参数表的宏。(如vprintf,vscarf函数)。
STDDEF.H    定义一些公共数据类型和宏。
STDIO.H    定义Kernighan和Ritchie在Unix System V 中定义的标准和扩展的类型和宏。还定义标准I/O 预定义流:stdin,stdout和stderr,说明 I/O流子程序。
STDLIB.H    说明一些常用的子程序:转换子程序、搜索/ 排序子程序等。
STRING.H    说明一些串操作和内存操作函数。
SYS\STAT.H   定义在打开和创建文件时用到的一些符号常量。
SYS\TYPES.H  说明ftime函数和timeb结构。
SYS\TIME.H   定义时间的类型time[ZZ(Z] [ZZ)]t。
TIME.H     定义时间转换子程序asctime、localtime和gmtime的结构,ctime、 difftime、 gmtime、 localtime和stime用到的类型,并提供这些函数的原型。
VALUE.H    定义一些重要常量, 包括依赖于机器硬件的和为与Unix System V相兼容而说明的一些常量,包括浮点和双精度值的范围。

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C语言初学者入门讲座 第十六讲 文件(1)

所谓“文件”是指一组相关数据的有序集合。 这个数据集有一个名称,叫做文件名。 实际上在前面的各章中我们已经多次使用了文件,例如源程序文件、目标文件、可执行文件、库文件 (头文件)等。文件通常是驻留在外部介质(如磁盘等)上的, 在使用时才调入内存中来。从不同的角度可对文件作不同的分类。从用户的角度看,文件可分为普通文件和设备文件两种。

  普通文件是指驻留在磁盘或其它外部介质上的一个有序数据集,可以是源文件、目标文件、可执行程序; 也可以是一组待输入处理的原始数据,或者是一组输出的结果。对于源文件、目标文件、 可执行程序可以称作程序文件,对输入输出数据可称作数据文件。

  设备文件是指与主机相联的各种外部设备,如显示器、打印机、键盘等。在操作系统中,把外部设备也看作是一个文件来进行管理,把它们的输入、输出等同于对磁盘文件的读和写。 通常把显示器定义为标准输出文件, 一般情况下在屏幕上显示有关信息就是向标准输出文件输出。如前面经常使用的printf,putchar 函数就是这类输出。键盘通常被指定标准的输入文件, 从键盘上输入就意味着从标准输入文件上输入数据。scanf,getchar函数就属于这类输入。

  从文件编码的方式来看,文件可分为ASCII码文件和二进制码文件两种。

  ASCII文件也称为文本文件,这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节,用于存放对应的ASCII码。例如,数5678的存储形式为:
ASC码:  00110101 00110110 00110111 00111000
     ↓     ↓    ↓    ↓
十进制码: 5     6    7    8 共占用4个字节。ASCII码文件可在屏幕上按字符显示, 例如源程序文件就是ASCII文件,用DOS命令TYPE可显示文件的内容。 由于是按字符显示,因此能读懂文件内容。

  二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。 例如, 数5678的存储形式为: 00010110 00101110只占二个字节。二进制文件虽然也可在屏幕上显示, 但其内容无法读懂。C系统在处理这些文件时,并不区分类型,都看成是字符流,按字节进行处理。 输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。 因此也把这种文件称作“流式文件”。

  本章讨论流式文件的打开、关闭、读、写、 定位等各种操作。文件指针在C语言中用一个指针变量指向一个文件, 这个指针称为文件指针。通过文件指针就可对它所指的文件进行各种操作。 定义说明文件指针的一般形式为: FILE* 指针变量标识符; 其中FILE应为大写,它实际上是由系统定义的一个结构, 该结构中含有文件名、文件状态和文件当前位置等信息。 在编写源程序时不必关心FILE结构的细节。例如:FILE *fp; 表示fp是指向FILE结构的指针变量,通过fp 即可找存放某个文件信息的结构变量,然后按结构变量提供的信息找到该文件, 实施对文件的操作。习惯上也笼统地把fp称为指向一个文件的指针。文件的打开与关闭文件在进行读写操作之前要先打开,使用完毕要关闭。 所谓打开文件,实际上是建立文件的各种有关信息, 并使文件指针指向该文件,以便进行其它操作。关闭文件则断开指针与文件之间的联系,也就禁止再对该文件进行操作。

  在C语言中,文件操作都是由库函数来完成的。 在本章内将介绍主要的文件操作函数。

  文件打开函数fopen

  fopen函数用来打开一个文件,其调用的一般形式为: 文件指针名=fopen(文件名,使用文件方式) 其中,“文件指针名”必须是被说明为FILE 类型的指针变量,“文件名”是被打开文件的文件名。 “使用文件方式”是指文件的类型和操作要求。“文件名”是字符串常量或字符串数组。例如:

FILE *fp;
fp=("file a","r");

  其意义是在当前目录下打开文件file a, 只允许进行“读”操作,并使fp指向该文件。

  又如:

FILE *fphzk
fphzk=("c:\\hzk16',"rb")

  其意义是打开C驱动器磁盘的根目录下的文件hzk16, 这是一个二进制文件,只允许按二进制方式进行读操作。两个反斜线“\\ ”中的第一个表示转义字符,第二个表示根目录。使用文件的方式共有12种,下面给出了它们的符号和意义。

文件使用方式        意 义
“rt”      只读打开一个文本文件,只允许读数据
“wt”      只写打开或建立一个文本文件,只允许写数据
“at”      追加打开一个文本文件,并在文件末尾写数据
“rb”      只读打开一个二进制文件,只允许读数据
“wb”       只写打开或建立一个二进制文件,只允许写数据
“ab”       追加打开一个二进制文件,并在文件末尾写数据
“rt+”      读写打开一个文本文件,允许读和写
“wt+”      读写打开或建立一个文本文件,允许读写
“at+”      读写打开一个文本文件,允许读,或在文件末追加数 据
“rb+”      读写打开一个二进制文件,允许读和写
“wb+”      读写打开或建立一个二进制文件,允许读和写
“ab+”      读写打开一个二进制文件,允许读,或在文件末追加数据

  对于文件使用方式有以下几点说明:

  1. 文件使用方式由r,w,a,t,b,+六个字符拼成,各字符的含义是:

  r(read): 读
  w(write): 写
  a(append): 追加
  t(text): 文本文件,可省略不写
  b(banary): 二进制文件
  +: 读和写

  2. 凡用“r”打开一个文件时,该文件必须已经存在, 且只能从该文件读出。

  3. 用“w”打开的文件只能向该文件写入。 若打开的文件不存在,则以指定的文件名建立该文件,若打开的文件已经存在,则将该文件删去,重建一个新文件。

  4. 若要向一个已存在的文件追加新的信息,只能用“a ”方式打开文件。但此时该文件必须是存在的,否则将会出错。

  5. 在打开一个文件时,如果出错,fopen将返回一个空指针值NULL。在程序中可以用这一信息来判别是否完成打开文件的工作,并作相应的处理。因此常用以下程序段打开文件:

if((fp=fopen("c:\\hzk16","rb")==NULL)
{
printf("\nerror on open c:\\hzk16 file!");
getch();
exit(1);
}

  这段程序的意义是,如果返回的指针为空,表示不能打开C盘根目录下的hzk16文件,则给出提示信息“error on open c:\ hzk16file!”,下一行getch()的功能是从键盘输入一个字符,但不在屏幕上显示。在这里,该行的作用是等待, 只有当用户从键盘敲任一键时,程序才继续执行, 因此用户可利用这个等待时间阅读出错提示。敲键后执行exit(1)退出程序。

  6. 把一个文本文件读入内存时,要将ASCII码转换成二进制码, 而把文件以文本方式写入磁盘时,也要把二进制码转换成ASCII码,因此文本文件的读写要花费较多的转换时间。对二进制文件的读写不存在这种转换。

  7. 标准输入文件(键盘),标准输出文件(显示器 ),标准出错输出(出错信息)是由系统打开的,可直接使用。文件关闭函数fClose文件一旦使用完毕,应用关闭文件函数把文件关闭, 以避免文件的数据丢失等错误。

  fclose函数

  调用的一般形式是: fclose(文件指针); 例如:

  fclose(fp); 正常完成关闭文件操作时,fclose函数返回值为0。如返回非零值则表示有错误发生。文件的读写对文件的读和写是最常用的文件操作。

  在C语言中提供了多种文件读写的函数:

  ·字符读写函数 :fgetc和fputc

  ·字符串读写函数:fgets和fputs

  ·数据块读写函数:freed和fwrite

  ·格式化读写函数:fscanf和fprinf

  下面分别予以介绍。使用以上函数都要求包含头文件stdio.h。字符读写函数fgetC和fputC字符读写函数是以字符(字节)为单位的读写函数。 每次可从文件读出或向文件写入一个字符。

  一、读字符函数fgetc

  fgetc函数的功能是从指定的文件中读一个字符,函数调用的形式为: 字符变量=fgetc(文件指针); 例如:ch=fgetc(fp);其意义是从打开的文件fp中读取一个字符并送入ch中。

  对于fgetc函数的使用有以下几点说明:

  1. 在fgetc函数调用中,读取的文件必须是以读或读写方式打开的。

  2. 读取字符的结果也可以不向字符变量赋值,例如:fgetc(fp);但是读出的字符不能保存。

  3. 在文件内部有一个位置指针。用来指向文件的当前读写字节。在文件打开时,该指针总是指向文件的第一个字节。使用fgetc 函数后, 该位置指针将向后移动一个字节。 因此可连续多次使用fgetc函数,读取多个字符。 应注意文件指针和文件内部的位置指针不是一回事。文件指针是指向整个文件的,须在程序中定义说明,只要不重新赋值,文件指针的值是不变的。文件内部的位置指针用以指示文件内部的当前读写位置,每读写一次,该指针均向后移动,它不需在程序中定义说明,而是由系统自动设置的。

  [例10.1]读入文件e10-1.c,在屏幕上输出。

#include<stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
char ch;
if((fp=fopen("e10_1.c","rt"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getch();
exit(1);
}
ch=fgetc(fp);
while (ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
fclose(fp);
}

  本例程序的功能是从文件中逐个读取字符,在屏幕上显示。 程序定义了文件指针fp,以读文本文件方式打开文件“e10_1.c”, 并使fp指向该文件。如打开文件出错, 给出提示并退出程序。程序第12行先读出一个字符,然后进入循环, 只要读出的字符不是文件结束标志(每个文件末有一结束标志EOF)就把该字符显示在屏幕上,再读入下一字符。每读一次,文件内部的位置指针向后移动一个字符,文件结束时,该指针指向EOF。执行本程序将显示整个文件。

  二、写字符函数fputc

  fputc函数的功能是把一个字符写入指定的文件中,函数调用的 形式为: fputc(字符量,文件指针); 其中,待写入的字符量可以是字符常量或变量,例如:fputc('a',fp);其意义是把字符a写入fp所指向的文件中。

  对于fputc函数的使用也要说明几点:

  1. 被写入的文件可以用、写、读写,追加方式打开,用写或读写方式打开一个已存在的文件时将清除原有的文件内容,写入字符从文件首开始。如需保留原有文件内容,希望写入的字符以文件末开始存放,必须以追加方式打开文件。被写入的文件若不存在,则创建该文件。

  2. 每写入一个字符,文件内部位置指针向后移动一个字节。

  3. fputc函数有一个返回值,如写入成功则返回写入的字符, 否则返回一个EOF。可用此来判断写入是否成功。

  [例10.2]从键盘输入一行字符,写入一个文件, 再把该文件内容读出显示在屏幕上。

#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);
}

  程序中第6行以读写文本文件方式打开文件string。程序第13行从键盘读入一个字符后进入循环,当读入字符不为回车符时, 则把该字符写入文件之中,然后继续从键盘读入下一字符。 每输入一个字符,文件内部位置指针向后移动一个字节。写入完毕, 该指针已指向文件末。如要把文件从头读出,须把指针移向文件头, 程序第19行rewind函数用于把fp所指文件的内部位置指针移到文件头。 第20至25行用于读出文件中的一行内容。

  [例10.3]把命令行参数中的前一个文件名标识的文件, 复制到后一个文件名标识的文件中, 如命令行中只有一个文件名则把该文件写到标准输出文件(显示器)中。

#include<stdio.h>
main(int argc,char *argv[])
{
FILE *fp1,*fp2;
char ch;
if(argc==1)
{
printf("have not enter file name strike any key exit");
getch();
exit(0);
}
if((fp1=fopen(argv[1],"rt"))==NULL)
{
printf("Cannot open %s\n",argv[1]);
getch();
exit(1);
}
if(argc==2) fp2=stdout;
else if((fp2=fopen(argv[2],"wt+"))==NULL)
{
printf("Cannot open %s\n",argv[1]);
getch();
exit(1);
}
while((ch=fgetc(fp1))!=EOF)
fputc(ch,fp2);
fclose(fp1);
fclose(fp2);
}

  本程序为带参的main函数。程序中定义了两个文件指针 fp1 和fp2,分别指向命令行参数中给出的文件。如命令行参数中没有给出文件名,则给出提示信息。程序第18行表示如果只给出一个文件名,则使fp2指向标准输出文件(即显示器)。程序第25行至28行用循环语句逐个读出文件1中的字符再送到文件2中。再次运行时,给出了一个文件名(由例10.2所建立的文件), 故输出给标准输出文件stdout,即在显示器上显示文件内容。第三次运行,给出了二个文件名,因此把string中的内容读出,写入到OK之中。可用DOS命令type显示OK的内容:

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