文档介绍：第16章不仅仅局限于内存——文件
计算机是人类的优秀辅助工具,人依靠输入输出与其交互,在前面章节中,输入输出都是由printf函数和scanf函数来完成,完成的也只是极其简单的任务,所有的变量和数字什么的都是放在内存中,一旦断电,所有的数据都会丢失,有时,希望能将结果保存起来,下次开机时再使用,这就要用到外部介质和文件。
什么是文件
首先解决一个问题,“什么是外部介质”,外部介质的概念是针对内存来说的,首先想到的外部介质是硬盘和光盘等,但外部介质的概念比这宽泛得多,还包括一些输入输出设备,比如键盘、显示器以及打印机等。
文件
文件的准确定义为“存放在外部介质上的以文件名为标识的数据的集合”,凡是起到输入输出作用,与CPU直接或间接打交道的一组信息集合都是文件。
每个文件都以文件名为标识,I/O设备的文件名是系统定义的,如:
COM1或AUX——第一串行口,2——第二串行口,此外,4等
CON——控制台(console),键盘(输入用)或显示器(输出用)
LPT1或PRN——第一并行口或打印机
LPT2——第二并行口,还可能有LPT3等
NUL——空设备
磁盘文件可以由用户自己命名,但上述被系统(windows和dos下均是如此)保留的设备名字不能用作文件名,如不能把一个文件命名为CON(不带扩展名)(不带扩展名)。
流
流是一个动态的概念,可以将一个字节形象地比喻成一滴水,字节在设备、文件和程序之间的传输就是流,类似于水在管道中的传输,可以看出,流是对输入输出源的一种抽象,也是对传输信息的一种抽象。通过对输入输出源的抽象,屏蔽了设备之间的差异,使程序员能以一种通用的方式进行存储操作,通过对传输信息的抽象,使得所有信息都转化为字节流的形式传输,信息解读的过程与传输过程分离。
C语言中,I/O操作可以简单地看作是从程序移进或移出字节,这种搬运的过程便称为流(stream)。程序只需要关心是否正确地输出了字节数据,以及是否正确地输入了要读取字节数据,特定I/O设备的细节对程序员是隐藏的。
重定向
重定向是由操作系统来完成的,一般来说,标准的输出和输入设备通常指的是显示器和键盘,在支持重定向的操作系统中,标准输入输出能被替换,以DOS系统为例,看一段代码:
代码‑重定向测试程序Redirection
<----------------------------------------------文件名:------------------------------------------------>
#include <> /*使用printf要包含的头文件*/
#include <>
void main(void) /*主函数*/
{
printf("本段文字用来测试重定向"); /*输出提示信息*/
getch(); /*等待,按任意键继续*/
}
文件的处理形式--缓冲区和非缓冲区
C语言提供了两种处理文件的方式,分别为;
(1)缓冲文件系统
前面提及,C语言中的I/O操作可以简单地看作是从程序移进或移出字节,一般来说,外设的存取速度和CPU的工作速度间存在较大的差异,举例来说,如果CPU每输出一个字节,都要让磁盘写入一次,将会十分耗时,采用“缓冲区”能有效缓和这种矛盾,在内存中开辟一块专门的内存区域,当CPU写出的字节积攒到一定数量,再一次性写入磁盘。当需要从磁盘读入数据时,也在内存中开辟一块缓冲区,一次性从磁盘读入一块数据到该缓冲区中,让CPU慢慢取用,这样大大了提高程序的工作效率。
缓冲区的分配是由系统自动完成的,缓冲区的大小取决于所用C语言编译器,程序开发人员要做的是保证程序能正确输入输出字节信息。
(2)非缓冲文件系统。
非缓冲文件系统是指系统不自动为文件操作开辟缓冲区,但程序设计人员可根据需要自行开辟缓冲区。
文件的存储形式—文本形式或二进制形式
C语言将文件作为字节序列来对待,但从编码角度,或说从对字节信息的解释来看,文件有两种数据格式:文本形式或二进制形式。
文本形式中,字节是基本单位,字节中存放的字符的ASCII码,文本文件也称为ASCII码文件,这种形式便于对字符进行逐个处理,也便于输出显示,但需要的存储空间相比二进制形式往往要大一些。
二进制形式是把数据在内存中的表示形式照样搬到磁盘上,一般来说,二进制形式与字符不存在对应关系,可读性差一些,但节省存储空间,处理速度快。
C语言如何使用文件
文件的操作(从文件输入、向文件输出)不过是在标准输入输出(键盘)的基础上增加了些控制信息,从应用机理上两种情况应该说是一致的。
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