C及C++程序设计 第3版 教学课件 张富 第13章 磁盘文件操作（IO系统）.ppt

第13章 磁盘文件操作（I/O系统） 13.1 文 件 概 述 13.1.1 C语言文件的概念 文件（file）是存储在外部介质（如磁盘，磁带）上的，以惟一的名字作为标记的数据集合。操作系统是以文件为单位对数据进行管理的。 与主机相连的输入输出设备，其作用也是从设备上读取数据和将数据写到设备上，所以，也把输入输出设备看作是文件。 给每个文件起一个名字。完整的磁盘文件名的组成如下： 盘符：路径\（基本）文件名.扩展名 操作系统支持对文件的各项管理，文件的命名应符合操作系统的规定。 文件操作的主要有两个，一是从文件取出数据存入内存变量中，这就是文件的读操作。二是将内存变量中存放的数据存放到文件中，这就是文件写操作。统称为文件的I/O操作。 由于文件是受操作系统管理的，应用程序使用某一文件时，它需要向操作系统提出建立与文件的联系；使用结束时，通知操作系统切断与文件的联系。这是两个过程，前者称为打开文件，后者称为关闭文件。 在C语言中，文件的打开与关闭，文件的读操作与写操作，都是由C语言提供的系统函数完成的。 13.1.2 二进制文件和文本文件 文件数据的存储，一般有两种形式。一种是以ASCII码的形式按字节存储的。这样的文件叫做文本文件（text file），又叫ASCII文件。另一种是以在内存中的二进制数形式存储的文件，称为二进制文件。 13.1.3 顺序文件和随机文件 按照文件内数据处理方式的不同，文件又分为顺序文件和随机文件。 顺序文件是按照数据存储的顺序连续地处理（读或写）每一个数据。为了处理文件中某个数据，必须从文件的第一个数据开始，顺序取完指定数据前所有的数据，才能处理该数据。 随机文件处理数据时，可以在文件中任意指定的位置读写数据。 13.1.4 缓冲文件系统和非缓冲文件系统 按系统对文件的支持方式的不同，分为缓冲文件系统和非缓冲文件系统。C语言支持这两种文件系统。 所谓缓冲文件系统（buffered file system）是指在进行I/O操作时，系统自动为每个打开的文件开辟一个内存缓冲区。 采用缓冲区的目的是，匹配快速的CPU和慢速的磁盘操作，提高CPU的工作效率，减少访问磁盘的次数。图13-1所示给出缓冲文件系统的示意图。 所谓非缓冲文件系统（unbuffered file system）是指系统不自动开辟内存缓冲区，而是由程序自己为每个文件设定缓冲区。 13.1.5 文件型指针 在ANSI文件I/O系统中，每个被使用的文件，都在内存开辟一个区，用于存放与文件相关的信息，如文件号（文件在操作系统中被管理的代号），文件的读写状态，文件缓冲区的地址，以及当前的读写缓冲区数据的位置等。 这些信息存放在一个结构型变量中。这个结构类型是系统定义的，并通过typedef将该结构型起名为FILE。FILE结构型定义在stdio.h文件中。 其定义如下： typedef struct { int _fd; int _cleft; int _mode; char *nextc; char *buff; }FILE; 程序使用文件，首先必须定义一个FILE型结构的指针变量。这个指向FILE结构型的指针称为文件型指针。通过这个指针可以实现对文件的操作。 定义文件指针变量的一般形式为： FILE *文件型指针名； 可以同时定义多个文件型指针。 13.2 打开文件和关闭文件 打开文件的意思是使定义的文件型指针指向打开的文件，包括为文件型变量分配内存空间，在内存为文件建立缓冲区，将文件和缓冲区的相关信息写入文件型变量的各成员中。 文件使用完后，系统将缓冲区中的数据做相应的处理（如将数据写入文件等），然后，释放缓冲区。这个过程叫做关闭文件。 13.2.1 打开文件函数 打开文件函数fopen()的格式为： FILE *fopen(char *filename, char *mode) 其中参数filename是字符型指针，它指向的字符串是要