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第8章输入、输出和文件系统
在前面的程序设计中，我们介绍了输入和输出，即从标准输入设备—键盘输入，由标准
输出设备—显示器或打印机输出。不仅如此，我们也常把磁盘作为信息载体，用于保存中
间结果或最终数据。在使用一些字处理工具时，会利用打开一个文件来将磁盘的信息输入到
内存，通过关闭一个文件来实现将内存数据输出到磁盘。这时的输入和输出是针对文件系统，
c语言下载什么故文件系统也是输入和输出的对象，谈到输入和输出，自然也离不开文件系统。
文件可以从不同的角度来分类：
1) 按文件所依附的介质来分：有卡片文件、纸带文件、磁带文件、磁盘文件等。
2) 按文件内容来分：有源文件、目标文件、数据文件等。
3) 按文件中数据组织形式分：有字符文件和二进制文件。
字符文件通常又称为
A S C I I码文件或正文文件，按字符存储，具有可读性；而二进制文件
是以二进制存储，不具备可读性，但从存储空间的利用来看，实型数无论位数大小均占
4位，
字符确需按位数来存放，这样的话，二进制文件相对就节省了空间。
目前C语言使用的文件系统分为缓冲文件系统（标准
I / O）和非缓冲文件系统（系统
I / O）。
8.1 缓冲文件系统
缓冲文件系统的特点是：在内存开辟一个“缓冲区”，为程序中的每一个文件使用，当执
行读文件的操作时，从磁盘文件将数据先读入内存“缓冲区”，装满后再从内存“缓冲区”依
此读入接收的变量。执行写文件的操作时，先将数据写入内存“缓冲区”，待内存“缓冲区”
装满后再写入文件。由此可以看出，内存“缓冲区”的大小，影响着实际操作外存的次数，
内存“缓冲区”越大，则操作外存的次数就少，执行速度就快、效率高。一般来说，文件
“缓冲区”的大小随机器而定。
8.1.1 文件的打开与关闭
任何关于文件的操作都要先打开文件，再对文件进行读写，操作完毕后，要关闭文件。
1. 文件类型指针
人们在操作文件时，通常都关心文件的属性，如文件的名字、文件的性质、文件的当前
状态等。对缓冲文件系统来说，上述特性都是要仔细考虑的。
ANSI C为每个被使用的文件在
内存开辟一块用于存放上述信息的小区，利用一个结构体类型的变量存放。该变量的结构体
类型由系统取名为F I L E，在头文件s t d i o . h中定义如下：
typedef struct{
i n t _ f d ; / *文件号* /
i n t _ c l e f t ; / *缓冲区中的剩余字符* /
i n t _ m o d e ; / *文件的操作模式* /
c h a r * _ n e x t ; / *下一个字符的位置* /
char *_buff; / *文件缓
冲区的位置
* /
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} FILE；
在操作文件以前，应先定义文件变量指针：
FILE *fp1,fp2;
按照上面的定义，f p 1和f p 2均为指向结构体类型的指针变量，分别指向一个可操作的文件，
换句话说，一个文件有一个文件变量指针，今后对文件的访问，会转化为针对文件变量指针
的操作。
2. 文件的打开
ANSI C 提供了打开文件的函数：
FILE *fopen(char *fname,char *mode)
函数原型在
s t d i o . 件中，f o p e n ( )打开一个f n a m e指向的外部文件，返回与它相连接的流。
f n a m e是字符串，应是一个合法的文件名，还可以指明文件路经。对文件的操作模式由
m o d e
决定，m o d e也是字符串，由表8 - 1给出m o d e的取值表。
表8-1 mode的取值表
Mode 含义
r打开一个文本文件只读
w打开一个文本文件只写
a打开一个文本文件在尾部追加
r b打开一个只读的二进制文件
w b打开一个只写的二进制文件
a b对二进制文件追加
r +打开一个可读
/写的文本文件
w +创建一个新的可读
/写的文本文件
a +打开一个可读
/写的文本文件
r b +打开一个可读
/写的二进制文件
w b +创建一个新的可读
/
写的二进制文件
a b打开一个可读
/写的二进制文件
如表8 - 1所示，文件的操作方式有文本文件和二进制文件两种，打开文件的正确方法如下
例所示：
#include <stdio.h>
FILE *fp;
If ((fp=fopen("","w"))==NULL)
{ /*创建一个只写的新文本文件* /
printf("cannot open file \n");
e x i t ( 0 ) ;
}
这种方法能发现打开文件时的错误。在开始写文件之前检查诸如文件是否有写保护，磁
盘是否已写满等，因为函数会返回一个空指针
N U L L，N U L L值在s t d i o . h中定义为0。事实上打
开文件是要向编译系统说明三个信息：①需要访问的外部文件是哪一个。②打开文件后要执
行读或写即选择操作方式。③确定哪一个文件指针指向该文件。对打开文件所选择的操作方
式来说，一经说明不能改变，除非关闭文件后重新打开。是只读就不能对其写操作，对已存
第8章输入、输出和文件系统1 5 5
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文件如以新文件方式打开，则信息必丢失。
3. 文件的关闭
ANSI C 提供了关闭文件的函数：
int fclose(FILE *stream)
f c l o s e ( )函数关闭与
s t r e a m相连接的文件，并把它的缓冲区内容全部写出。在
f c l o s e ( )函数
调用以后，流s t r e a m与此文件无关，同时原自动分配的缓冲区也失去定位。
f c l o s e ( )函数关闭文件操作成功后，函数返回
0；失败
则返回非零值。
[例8-1] 打开和关闭一个可读可写的二进制文件：
#include <stdio.h>
m a i n ( )
{
FILE *fp;
If ((fp=fopen("test.dat","rb"))==NULL)
{
printf("cannot open file\n");
e x i t ( 0 ) ;
}
/ *写入对文件执行读写的代码
.
.
* /
if (fclose(fp)) printf("file close error!\n");
}
8.1.2 文件的读写
当文件按指定的工作方式打开以后，就可以执行对文件的读和写。下面按文件的性质分
类进行操作。针对文本文件和二进制文件的不同性质，对文本文件来说，可按字符读写或按
字符串读写；对二进制文件来说，可进行成块的读写或格式化的读写。
1. 读写字符
C提供f g e t c和f p u t c函数对文本文件进行字符的读写，其函数的原型存于
s t d i o . h头文件中，
格式为：
int fgetc(FILE *stream)
f g e t c ( )函数从输入流的当前位置返回一个字符，并将文件指针指示器移到下一个字符处，
如果已到文件尾，函数返回
E O F，此时表示本次操作结束，若读写文件完成，则应关闭文件。
int fputc(int ch,FILE *stream)
f p u t c（）函数完成将字符
c h的值写入所指定的流文件的当前位置处，并将文件指针后移
一位。fputc ()函数的返回值是所写入字符的值，出错时返回
E O F。
[例8-2] 将存放于磁盘的指定文本文件按读写字符方式逐个地从文件读出，然后再将其
显示到屏幕上。采用带参数的
m a i n ( )，指定的磁盘文件名由命令行方式通过键盘给定。
#include <stdio.h>
main( argc,argv)
int argc;
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char *argv[];
{
char ch;
FILE *fp;
int i;
i f ( ( f p = f o p e n ( a r g v [ 1 ] , " r " ) ) = = N U L L ) / *打开一个由a r g v [ 1 ]所指的文件* /
{
printf("not open");
e x i t ( 0 ) ;
}
while ((ch=fgetc(fp))!=EOF) / *从文件读一字符，显示到屏幕* /
p u t c h a r ( c h ) ;
f c l o s e ( f p ) ;
}
程序是一带参数的
m a i n ( )函数，要求以命令行方式运行，其参数
a rg c是用于记录输入参数
的个数，a rg v是指针数组，用于存放输入参数的字符串，串的个数由
a rg c描述。假设我们指定
读取的文件名为
L 8 - 2 . c，并且列表文件内容就是源程序。经过编译和连接生成可执行的文件
L 8 - 2 . e x e。运行程序l 8 - 2 . e x e，输入的命令行方式为：
c : \ t c > l8-2 L8-2.c .
上述程序以命令行方式运行，其输入参数字符串有两个，即
a rg v [ 0 ] = " c : \ t c > l 8 - 2 "、
a rgv[1]=" L8-2.c "，a rg c = 2。故打开的文件是
L8-2.c 。程序中对f g e t c ( )函数的返回值不断进行
测试，若读到文件尾部或读文件出错，都将返回
C的整型常量
E O F，其值为非
零有效整数。程
序的运行输出为源程序本身：
c : \ t c > l8-2 L8-2.c .
#include <stdio.h>
main( argc,argv)
int argc;
char *argv[];
{
char ch;
FILE *fp;
int i;
i f ( ( f p = f o p e n ( a r g v [ 1 ] , " r " ) ) = = N U L L ) / *打开一个由a r g v [ 1 ]所指的文件* /
{
printf("not open");
e x i t ( 0 ) ;
}
while ((ch=fgetc(fp))!=EOF) / *从文件读一字符，显示到屏幕* /
p u t c h a r ( c h ) ;
f c l o s e ( f p ) ;
}
[例8-3] 从键盘输入字符，存到磁盘文件
t e s t . t x t中：
#include <stdio.h>
m a i n ( )
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{
FILE fp; / *定义文件变量指针.. * /
char ch;
i f ( ( f p = f o p e n ( " t e s t . t x t " , " w " ) ) = = N U L L ) / *以只写方式打开文件*/
{
printf("cannot open file!\n");
e x i t ( 0 ) ;
}
while ((ch=fgetchar())!='\n') /*只要输入字符非回车符 * /
f p u t c ( c h , f p )/ *写入文件一个字符.. * /
f c l o s e ( f p ) ;
}
程序通过从键盘输入一以回车结束的字符串，写入指定的流文件.. t e s t . t x t，文件以文本只写
方式打开，所以流文件具有可读性，能支持各种字符处理工具访问。简单地说，我们可以通
过D O S提供的t y p e命令来列表显示文件内容。
运行程序：..
R U N.
I love china!.
在D O S操作系统环境下，利用.. type 命令显示t e s t . t x t文件如下：..
c : \ t c >
I love china!
2. 读写字符串
C提供读写字符串的函数原型在.. s t d i o . h头文件中，其函数形式为：
Char *fgets(char *str,int num,FILE *stream)
fgets() 函数从流文件s t r e a m中读取至多.. n u m - 1个字符，并把它们放入s t r指向的字符数组中。
读取字符直到遇见回车符或.. E O F（文件结束符）为止，或读入了所限定的字符数。..
int fputs(char *str,FILE *stream)
f p u t s ( )函数将s t r指向的字符串写入流文件。操作成功时，函数返回.. 0值，失败返回非零值。..
[例8-4] 向磁盘写入字符串，并写入文本文件.. t e s t . t x t：..
#include <stdio.h>
#include <string.h>
m a i n ( )
{
FILE *fp;
char str[128];
if ((fp=fopen("","w"))==NULL)
/ *打开只写的文本文件* /
{
printf("cannot open file!");
e x i t ( 0 ) ;
}
w h i l e ( ( s t r l e n ( g e t s ( s t r ) ) ) ! = 0 )
{ /*若串长度为零，则结束* /
f p u t s ( s t r , f p ) ; / *写入串* /
fputs("\n",fp); /*写入回车符* /
1 5 8 C语言程序设计
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}
fclose(fp); /*关文件* /
}
运行该程序，从键盘输入长度不超过
1 2 7个字符的字符串，写入文件。如串长为
0，即空
串，程序结束。
输入：H e l l
o !.
How do you do.
G o o d - b y e ! .
.
运行结束后，我们利用
d o s的t y p e命令列表文件：
c : \ t c >
H e l l o !
How do you do
Good-bye!
这里所输入的空串，实际为一单独的回车符，其原因是
g e t s函数判断串的结束是以回车作
标志的。
[例8-5] 从一个文本文件t e s t 1 . t x t中读出字符串，再写入令一个文件
t e s t 2 . t x t。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
m a i n ( )
{
FILE *fp1,*fp2;
char str[128];
if ((fp1=fopen("","r"))==NULL)
{ / *以只读方式打开文件1 * /
printf("cannot open file\n");
e x i t ( 0 ) ;
}
if ((fp2=fopen("","w"))==NULL)
{ /*以只写方式打开文件
2 * /
printf("cannot open file\n");
e x i t ( 0 ) ;
}
while ((strlen(fgets(str,128,fp1)))>0)
/ *从文件中读回的字符串长度大于
0 */
{
fputs(str,fp2 ); / *从文件1读字符串并写入文件
2 * /
p r i n t f ( " % s " , s t r ) ; / *在屏幕显示* /
}
f c l o s e ( f p 1 ) ;
f c l o s e ( f p 2 ) ;
}
程序共操作两个文件，需定义两个文件变量指针，因此在操作文件以前，应将两个文件
以需要的工作方式同时打开（不分先后），读写完成后，再关闭文件。设计过程是按写入文件
第8章输入、输出和文件系统1 5 9
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的同时显示在屏幕上，故程序运行结束后，应看到增加了与原文件相同的文本文件并显示文
件内容在屏幕上。
3. 格式化的读写
前面的程序设计中，我们介绍过利用
s c a n f ( )和p r i n t f ( )函数从键盘格式化输入及在显示器
上进行格式化输出。对文件的格式化读写就是在上述函数的前面加一个字母
f成为f s c a n f ( )和
f p r i n t f ( )。其函数调用方式：
int fscanf(FILE *stream,char *format,arg_list)
int fprintf(FILE *stream,char *format,arg_list)
其中，s t r e a m为流文件指针，其余两个参数与
s c a n f ( )和p r i n t f ( )用法完全相同。
[例8-6] 将一些格式化的数据写入文本文件，再从该文件中以格式化方法读出显示到屏
幕上，其格式化数据是两个学生记录，包括姓名、学号、两科成绩。
#include <stdio.h>
m a i n ( )
{
FILE *fp;
int i;
struct stu{ / *定义结构体类型* /
char name[15];
char num[6];
float score[2];
} s t u d e n t ; / *说明结构体变量* /
if ((fp=fopen("","w"))==NULL)
{ / *以文本只写方式打开文件* /
printf("cannot open file");
e x i t ( 0 ) ;
}
printf("input data:\n");
for( i=0;i<2;i++)
{
scanf("%s %s %f %f",student.name,student.num,&student.score[0],
&student.score[1]); / *从键盘输入* /
fprintf(fp,"%s %s %7.2f %7.2f\n",student.name,student.num,
s t u d e n t

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