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【转】C语言初学者入门讲座

本主题由 youzaini 于 2008-5-7 22:00 限时高亮

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C语言初学者入门讲座第十五讲枚举与位运算

在实际问题中，有些变量的取值被限定在一个有限的范围内。例如，一个星期内只有七天，一年只有十二个月，一个班每周有六门课程等等。如果把这些量说明为整型，字符型或其它类型显然是不妥当的。为此，C语言提供了一种称为“枚举”的类型。在“枚举”类型的定义中列举出所有可能的取值，被说明为该“枚举”类型的变量取值不能超过定义的范围。应该说明的是，枚举类型是一种基本数据类型，而不是一种构造类型，因为它不能再分解为任何基本类型。

枚举类型的定义和枚举变量的说明

一、枚举的定义

枚举类型定义的一般形式为：

enum 枚举名

{

枚举值表

};

在枚举值表中应罗列出所有可用值。这些值也称为枚举元素。

例如：

enum weekday

{

sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat

};

该枚举名为weekday，枚举值共有7个，即一周中的七天。凡被说明为weekday类型变量的取值只能是七天中的某一天。

二、枚举变量的说明

如同结构和联合一样，枚举变量也可用不同的方式说明，即先定义后说明，同时定义说明或直接说明。设有变量a,b,c被说明为上述的weekday，可采用下述任一种方式：

enum weekday

{

......

};

enum weekday a,b,c;或者为： enum weekday

{

......

}a,b,c;或者为： enum

{

......

}a,b,c;

枚举类型变量的赋值和使用

枚举类型在使用中有以下规定：

1. 枚举值是常量，不是变量。不能在程序中用赋值语句再对它赋值。例如对枚举weekday的元素再作以下赋值： sun=5;mon=2;sun=mon; 都是错误的。

2. 枚举元素本身由系统定义了一个表示序号的数值，从0 开始顺序定义为0，1，2…。如在weekday中，sun值为0，mon值为1， …,sat值为6。

main(){

enum weekday

{

sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat

} a,b,c;

a=sun;

b=mon;

c=tue;

printf("%d,%d,%d",a,b,c);

}

3. 只能把枚举值赋予枚举变量，不能把元素的数值直接赋予枚举变量。如： a=sum;b=mon; 是正确的。而： a=0;b=1; 是错误的。如一定要把数值赋予枚举变量，则必须用强制类型转换，如： a=(enum weekday)2;其意义是将顺序号为2的枚举元素赋予枚举变量a，相当于： a=tue; 还应该说明的是枚举元素不是字符常量也不是字符串常量，使用时不要加单、双引号。

main(){

enum body

{

a,b,c,d

} month[31],j;

int i;

j=a;

for(i=1;i<=30;i++){

month=j;

j++;

if (j>d) j=a;

}

for(i=1;i<=30;i++){

switch(month)

{

case a:printf(" %2d %c\t",i,'a'); break;

case b:printf(" %2d %c\t",i,'b'); break;

case c:printf(" %2d %c\t",i,'c'); break;

case d:printf(" %2d %c\t",i,'d'); break;

default:break;

}

}

printf("\n");

}

位运算

前面介绍的各种运算都是以字节作为最基本位进行的。但在很多系统程序中常要求在位(bit)一级进行运算或处理。C语言提供了位运算的功能，这使得C语言也能像汇编语言一样用来编写系统程序。

一、位运算符C语言提供了六种位运算符：

& 按位与

| 按位或

^ 按位异或

~ 取反

<< 左移

>> 右移

1. 按位与运算按位与运算符"&"是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1 ，否则为0。参与运算的数以补码方式出现。

例如：9&5可写算式如下： 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码) 00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。

按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 ，保留低八位，可作 a&255 运算 ( 255 的二进制数为0000000011111111)。

main(){

int a=9,b=5,c;

c=a&b;

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);

}

2. 按位或运算按位或运算符“|”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。

例如：9|5可写算式如下：

00001001|00000101

00001101 (十进制为13)可见9|5=13

main(){

int a=9,b=5,c;

c=a|b;

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);

}

3. 按位异或运算按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或，当两对应的二进位相异时，结果为1。参与运算数仍以补码出现，例如9^5可写成算式如下：

00001001^00000101 00001100 (十进制为12)

main(){

int a=9;

a=a^15;

printf("a=%d\n",a);

}

4. 求反运算求反运算符～为单目运算符，具有右结合性。其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如～9的运算为： ~(0000000000001001)结果为：1111111111110110

5. 左移运算左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<< ”左边的运算数的各二进位全部左移若干位，由“<<”右边的数指定移动的位数，

高位丢弃，低位补0。例如： a<<4 指把a的各二进位向左移动4位。如a=00000011(十进制3)，左移4位后为00110000(十进制48)。6. 右移运算右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>> ”左边的运算数的各二进位全部右移若干位，“>>”右边的数指定移动的位数。

例如：设 a=15，a>>2 表示把000001111右移为00000011(十进制3)。应该说明的是，对于有符号数，在右移时，符号位将随同移动。当为正数时，最高位补0，而为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补1。

main(){

unsigned a,b;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

b=a>>5;

b=b&15;

printf("a=%d\tb=%d\n",a,b);

}

请再看一例!

main(){

char a='a',b='b';

int p,c,d;

p=a;

p=(p<<8)|b;

d=p&0xff;

c=(p&0xff00)>>8;

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n",a,b,c,d);

}

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位域

有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节，而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态，用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，C语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿，其形式为：

struct 位域结构名

{ 位域列表 };

其中位域列表的形式为：类型说明符位域名：位域长度

例如：

struct bs

{

int a:8;

int b:2;

int c:6;

};

位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。可采用先定义后说明，同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如：

struct bs

{

int a:8;

int b:2;

int c:6;

}data;

说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明：

1. 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如：

struct bs

{

unsigned a:4

unsigned :0 /*空域*/

unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/

unsigned c:4

}

在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用4位，c占用4位。

2. 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。

3. 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如：

struct k

{

int a:1

int :2 /*该2位不能使用*/

int b:3

int c:2

};

从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型，不过其成员是按二进位分配的。

二、位域的使用

位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：位域变量名·位域名位域允许用各种格式输出。

main(){

struct bs

{

unsigned a:1;

unsigned b:3;

unsigned c:4;

} bit,*pbit;

bit.a=1;

bit.b=7;

bit.c=15;

printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);

pbit=&bit;

pbit->a=0;

pbit->b&=3;

pbit->c|=1;

printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);

}

上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。

程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。第15行使用了复合的位运算符"&="，该行相当于： pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为3(111&011=011,十进制值为3)。同样，程序第16行中使用了复合位运算"|="，相当于： pbit->c=pbit->c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

类型定义符typedef

C语言不仅提供了丰富的数据类型，而且还允许由用户自己定义类型说明符，也就是说允许由用户为数据类型取“别名”。类型定义符typedef即可用来完成此功能。例如，有整型量a,b,其说明如下： int aa,b; 其中int是整型变量的类型说明符。int的完整写法为integer，

为了增加程序的可读性，可把整型说明符用typedef定义为： typedef int INTEGER 这以后就可用INTEGER来代替int作整型变量的类型说明了。例如： INTEGER a,b;它等效于： int a,b; 用typedef定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便，不仅使程序书写简单而且使意义更为明确，因而增强了可读性。例如：

typedef char NAME[20]; 表示NAME是字符数组类型，数组长度为20。

然后可用NAME 说明变量，如： NAME a1,a2,s1,s2;完全等效于： char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]

又如：

typedef struct stu{ char name[20];

int age;

char sex;

} STU;

定义STU表示stu的结构类型，然后可用STU来说明结构变量： STU body1,body2;

typedef定义的一般形式为： typedef 原类型名新类型名其中原类型名中含有定义部分，新类型名一般用大写表示，以便于区别。在有时也可用宏定义来代替typedef的功能，但是宏定义是由预处理完成的，而typedef则是在编译时完成的，后者更为灵活方便。

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C语言初学者入门讲座第十六讲预处理

概述

在前面各章中，已多次使用过以“#”号开头的预处理命令。如包含命令# include，宏定义命令# define等。在源程序中这些命令都放在函数之外，而且一般都放在源文件的前面，它们称为预处理部分。

所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描(词法扫描和语法分析)之前所作的工作。预处理是C语言的一个重要功能，它由预处理程序负责完成。当对一个源文件进行编译时，系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理，处理完毕自动进入对源程序的编译。

C语言提供了多种预处理功能，如宏定义、文件包含、条件编译等。合理地使用预处理功能编写的程序便于阅读、修改、移植和调试，也有利于模块化程序设计。本章介绍常用的几种预处理功能。

宏定义

在C语言源程序中允许用一个标识符来表示一个字符串，称为“宏”。被定义为“宏”的标识符称为“宏名”。在编译预处理时，对程序中所有出现的“宏名”，都用宏定义中的字符串去代换，这称为“宏代换”或“宏展开”。

宏定义是由源程序中的宏定义命令完成的。宏代换是由预处理程序自动完成的。在C语言中，“宏”分为有参数和无参数两种。下面分别讨论这两种“宏”的定义和调用。

无参宏定义

无参宏的宏名后不带参数。其定义的一般形式为： #define 标识符字符串其中的“#”表示这是一条预处理命令。凡是以“#”开头的均为预处理命令。“define”为宏定义命令。 “标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。在前面介绍过的符号常量的定义就是一种无参宏定义。此外，常对程序中反复使用的表达式进行宏定义。例如： # define M (y*y+3*y) 定义M表达式(y*y+3*y)。在编写源程序时，所有的(y*y+3*y)都可由M代替，而对源程序作编译时，将先由预处理程序进行宏代换，即用(y*y+3*y)表达式去置换所有的宏名M，然后再进行编译。

#define M (y*y+3*y)

main(){

int s,y;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&y);

s=3*M+4*M+5*M;

printf("s=%d\n",s);

}

上例程序中首先进行宏定义，定义M表达式(y*y+3*y),在s= 3*M+4*M+5* M中作了宏调用。在预处理时经宏展开后该语句变为：s=3*(y*y+3*y)+4(y*y+3*y)+5(y*y+3*y);但要注意的是，在宏定义中表达式(y*y+3*y)两边的括号不能少。否则会发生错误。

当作以下定义后： #difine M y*y+3*y在宏展开时将得到下述语句： s=3*y*y+3*y+4*y*y+3*y+5*y*y+3*y；这相当于； 3y2+3y+4y2+3y+5y2+3y；显然与原题意要求不符。计算结果当然是错误的。因此在作宏定义时必须十分注意。应保证在宏代换之后不发生错误。对于宏定义还要说明以下几点：

1. 宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时又以该字符串取代宏名，这只是一种简单的代换，字符串中可以含任何字符，可以是常数，也可以是表达式，预处理程序对它不作任何检查。如有错误，只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。

2. 宏定义不是说明或语句，在行末不必加分号，如加上分号则连分号也一起置换。

3. 宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用# undef命令，例如：

# define PI 3.14159

main()

{

……

}

# undef PIPI的作用域

f1()

....表示PI只在main函数中有效，在f1中无效。

4. 宏名在源程序中若用引号括起来，则预处理程序不对其作宏代换。

#define OK 100

main()

{

printf("OK");

printf("\n");

}

上例中定义宏名OK表示100，但在printf语句中OK被引号括起来，因此不作宏代换。程序的运行结果为：OK这表示把“OK”当字符串处理。

5. 宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名。在宏展开时由预处理程序层层代换。例如：

#define PI 3.1415926

#define S PI*y*y /* PI是已定义的宏名*/对语句： printf("%f",s);

在宏代换后变为： printf("%f",3.1415926*y*y);

6. 习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别。但也允许用小写字母。

7. 可用宏定义表示数据类型，使书写方便。例如： #define STU struct stu在程序中可用STU作变量说明：

STU body[5],*p;#define INTEGER int

在程序中即可用INTEGER作整型变量说明： INTEGER a,b; 应注意用宏定义表示数据类型和用typedef定义数据说明符的区别。宏定义只是简单的字符串代换，是在预处理完成的，而typedef是在编译时处理的，它不是作简单的代换，而是对类型说明符重新命名。被命名的标识符具有类型定义说明的功能。请看下面的例子： #define PIN1 int* typedef (int*) PIN2;从形式上看这两者相似，但在实际使用中却不相同。下面用PIN1，PIN2说明变量时就可以看出它们的区别： PIN1 a,b;在宏代换后变成 int *a,b;表示a是指向整型的指针变量，而b是整型变量。然而：PIN2 a,b;表示a,b都是指向整型的指针变量。因为PIN2是一个类型说明符。由这个例子可见，宏定义虽然也可表示数据类型，但毕竟是作字符代换。在使用时要分外小心，以避出错。

8. 对“输出格式”作宏定义，可以减少书写麻烦。例9.3 中就采用了这种方法。

#define P printf

#define D "%d\n"

#define F "%f\n"

main(){

int a=5, c=8, e=11;

float b=3.8, d=9.7, f=21.08;

P(D F,a,b);

P(D F,c,d);

P(D F,e,f);

}

带参宏定义

C语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为形式参数，在宏调用中的参数称为实际参数。对带参数的宏，在调用中，不仅要宏展开，而且要用实参去代换形参。

带参宏定义的一般形式为： #define 宏名(形参表) 字符串在字符串中含有各个形参。带参宏调用的一般形式为：宏名(实参表)；

例如：

#define M(y) y*y+3*y /*宏定义*/

:

k=M(5); /*宏调用*/

: 在宏调用时，用实参5去代替形参y，经预处理宏展开后的语句

为： k=5*5+3*5

#define MAX(a,b) (a>b)?a:b

main(){

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int x,y,max;

printf("input two numbers: ");

scanf("%d%d",&x,&y);

max=MAX(x,y);

printf("max=%d\n",max);

}

上例程序的第一行进行带参宏定义，用宏名MAX表示条件表达式(a>b)?a:b，形参a,b均出现在条件表达式中。程序第七行max=MAX(x,

y)为宏调用，实参x,y，将代换形参a,b。宏展开后该语句为： max=(x>y)?x:y;用于计算x,y中的大数。对于带参的宏定义有以下问题需要说明：

1. 带参宏定义中，宏名和形参表之间不能有空格出现。

例如把： #define MAX(a,b) (a>b)?a:b写为： #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 将被认为是无参宏定义，宏名MAX代表字符串 (a,b)(a>b)?a:b。

宏展开时，宏调用语句： max=MAX(x,y);将变为： max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);这显然是错误的。

2. 在带参宏定义中，形式参数不分配内存单元，因此不必作类型定义。而宏调用中的实参有具体的值。要用它们去代换形参，因此必须作类型说明。这是与函数中的情况不同的。在函数中，形参和实参是两个不同的量，各有自己的作用域，调用时要把实参值赋予形参，进行“值传递”。而在带参宏中，只是符号代换，不存在值传递的问题。

3. 在宏定义中的形参是标识符，而宏调用中的实参可以是表达式。

#define SQ(y) (y)*(y)

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=SQ(a+1);

printf("sq=%d\n",sq);

}

上例中第一行为宏定义，形参为y。程序第七行宏调用中实参为a+1，是一个表达式，在宏展开时，用a+1代换y，再用(y)*(y) 代换SQ，得到如下语句： sq=(a+1)*(a+1); 这与函数的调用是不同的，函数调用时要把实参表达式的值求出来再赋予形参。而宏代换中对实参表达式不作计算直接地照原样代换。

4. 在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错。在上例中的宏定义中(y)*(y)表达式的y都用括号括起来，因此结果是正确的。如果去掉括号，把程序改为以下形式：

#define SQ(y) y*y

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=SQ(a+1);

printf("sq=%d\n",sq);

}

运行结果为：input a number:3

sq=7 同样输入3，但结果却是不一样的。问题在哪里呢? 这是由于代换只作符号代换而不作其它处理而造成的。宏代换后将得到以下语句： sq=a+1*a+1; 由于a为3故sq的值为7。这显然与题意相违，因此参数两边的括号是不能少的。即使在参数两边加括号还是不够的，请看下面程序：

#define SQ(y) (y)*(y)

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=160/SQ(a+1);

printf("sq=%d\n",sq);

}

本程序与前例相比，只把宏调用语句改为： sq=160/SQ(a+1); 运行本程序如输入值仍为3时，希望结果为10。但实际运行的结果如下：input a number:3 sq=160为什么会得这样的结果呢?分析宏调用语句，在宏代换之后变为： sq=160/(a+1)*(a+1);a为3时，由于“/”和“*”运算符优先级和结合性相同，则先作160/(3+1)得40，再作40*(3+1)最后得160。为了得到正确答案应在宏定义中的整个字符串外加括号，程序修改如下

#define SQ(y) ((y)*(y))

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=160/SQ(a+1);

printf("sq=%d\n",sq);

}

以上讨论说明，对于宏定义不仅应在参数两侧加括号，也应在整个字符串外加括号。

5. 带参的宏和带参函数很相似，但有本质上的不同，除上面已谈到的各点外，把同一表达式用函数处理与用宏处理两者的结果有可能是不同的。

main(){

int i=1;

while(i<=5)

printf("%d\n",SQ(i++));

}

SQ(int y)

{

return((y)*(y));

}#define SQ(y) ((y)*(y))

main(){

int i=1;

while(i<=5)

printf("%d\n",SQ(i++));

}

在上例中函数名为SQ，形参为Y，函数体表达式为((y)*(y))。在例9.6中宏名为SQ，形参也为y，字符串表达式为(y)*(y))。两例是相同的。例9.6的函数调用为SQ(i++)，例9.7的宏调用为SQ(i++)，实参也是相同的。从输出结果来看，却大不相同。分析如下：在例9.6中，函数调用是把实参i值传给形参y后自增1。然后输出函数值。因而要循环5次。输出1～5的平方值。而在例9.7中宏调用时，只作代换。SQ(i++)被代换为((i++)*(i++))。在第一次循环时，由于i等于1，其计算过程为：表达式中前一个i初值为1，然后i自增1变为2，因此表达式中第2个i初值为2，两相乘的结果也为2，然后i值再自增1，得3。在第二次循环时，i值已有初值为3，因此表达式中前一个i为3，后一个i为4，乘积为12，然后i再自增1变为5。进入第三次循环，由于i 值已为5，所以这将是最后一次循环。计算表达式的值为5*6等于30。i值再自增1变为6，不再满足循环条件，停止循环。从以上分析可以看出函数调用和宏调用二者在形式上相似，在本质上是完全不同的。

6. 宏定义也可用来定义多个语句，在宏调用时，把这些语句又代换到源程序内。看下面的例子。

#define SSSV(s1,s2,s3,v) s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;

main(){

int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;

SSSV(sa,sb,sc,vv);

printf("sa=%d\nsb=%d\nsc=%d\nvv=%d\n",sa,sb,sc,vv);

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53楼 大中小发表于 2008-3-28 17:03 只看该作者

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int x,y,max;

printf("input two numbers: ");

scanf("%d%d",&x,&y);

max=MAX(x,y);

printf("max=%d\n",max);

}

上例程序的第一行进行带参宏定义，用宏名MAX表示条件表达式(a>b)?a:b，形参a,b均出现在条件表达式中。程序第七行max=MAX(x,

y)为宏调用，实参x,y，将代换形参a,b。宏展开后该语句为： max=(x>y)?x:y;用于计算x,y中的大数。对于带参的宏定义有以下问题需要说明：

1. 带参宏定义中，宏名和形参表之间不能有空格出现。

例如把： #define MAX(a,b) (a>b)?a:b写为： #define MAX (a,b) (a>b)?a:b 将被认为是无参宏定义，宏名MAX代表字符串 (a,b)(a>b)?a:b。

宏展开时，宏调用语句： max=MAX(x,y);将变为： max=(a,b)(a>b)?a:b(x,y);这显然是错误的。

2. 在带参宏定义中，形式参数不分配内存单元，因此不必作类型定义。而宏调用中的实参有具体的值。要用它们去代换形参，因此必须作类型说明。这是与函数中的情况不同的。在函数中，形参和实参是两个不同的量，各有自己的作用域，调用时要把实参值赋予形参，进行“值传递”。而在带参宏中，只是符号代换，不存在值传递的问题。

3. 在宏定义中的形参是标识符，而宏调用中的实参可以是表达式。

#define SQ(y) (y)*(y)

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=SQ(a+1);

printf("sq=%d\n",sq);

}

上例中第一行为宏定义，形参为y。程序第七行宏调用中实参为a+1，是一个表达式，在宏展开时，用a+1代换y，再用(y)*(y) 代换SQ，得到如下语句： sq=(a+1)*(a+1); 这与函数的调用是不同的，函数调用时要把实参表达式的值求出来再赋予形参。而宏代换中对实参表达式不作计算直接地照原样代换。

4. 在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错。在上例中的宏定义中(y)*(y)表达式的y都用括号括起来，因此结果是正确的。如果去掉括号，把程序改为以下形式：

#define SQ(y) y*y

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=SQ(a+1);

printf("sq=%d\n",sq);

}

运行结果为：input a number:3

sq=7 同样输入3，但结果却是不一样的。问题在哪里呢? 这是由于代换只作符号代换而不作其它处理而造成的。宏代换后将得到以下语句： sq=a+1*a+1; 由于a为3故sq的值为7。这显然与题意相违，因此参数两边的括号是不能少的。即使在参数两边加括号还是不够的，请看下面程序：

#define SQ(y) (y)*(y)

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=160/SQ(a+1);

printf("sq=%d\n",sq);

}

本程序与前例相比，只把宏调用语句改为： sq=160/SQ(a+1); 运行本程序如输入值仍为3时，希望结果为10。但实际运行的结果如下：input a number:3 sq=160为什么会得这样的结果呢?分析宏调用语句，在宏代换之后变为： sq=160/(a+1)*(a+1);a为3时，由于“/”和“*”运算符优先级和结合性相同，则先作160/(3+1)得40，再作40*(3+1)最后得160。为了得到正确答案应在宏定义中的整个字符串外加括号，程序修改如下

#define SQ(y) ((y)*(y))

main(){

int a,sq;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

sq=160/SQ(a+1);

printf("sq=%d\n",sq);

}

以上讨论说明，对于宏定义不仅应在参数两侧加括号，也应在整个字符串外加括号。

5. 带参的宏和带参函数很相似，但有本质上的不同，除上面已谈到的各点外，把同一表达式用函数处理与用宏处理两者的结果有可能是不同的。

main(){

int i=1;

while(i<=5)

printf("%d\n",SQ(i++));

}

SQ(int y)

{

return((y)*(y));

}#define SQ(y) ((y)*(y))

main(){

int i=1;

while(i<=5)

printf("%d\n",SQ(i++));

}

在上例中函数名为SQ，形参为Y，函数体表达式为((y)*(y))。在例9.6中宏名为SQ，形参也为y，字符串表达式为(y)*(y))。两例是相同的。例9.6的函数调用为SQ(i++)，例9.7的宏调用为SQ(i++)，实参也是相同的。从输出结果来看，却大不相同。分析如下：在例9.6中，函数调用是把实参i值传给形参y后自增1。然后输出函数值。因而要循环5次。输出1～5的平方值。而在例9.7中宏调用时，只作代换。SQ(i++)被代换为((i++)*(i++))。在第一次循环时，由于i等于1，其计算过程为：表达式中前一个i初值为1，然后i自增1变为2，因此表达式中第2个i初值为2，两相乘的结果也为2，然后i值再自增1，得3。在第二次循环时，i值已有初值为3，因此表达式中前一个i为3，后一个i为4，乘积为12，然后i再自增1变为5。进入第三次循环，由于i 值已为5，所以这将是最后一次循环。计算表达式的值为5*6等于30。i值再自增1变为6，不再满足循环条件，停止循环。从以上分析可以看出函数调用和宏调用二者在形式上相似，在本质上是完全不同的。

6. 宏定义也可用来定义多个语句，在宏调用时，把这些语句又代换到源程序内。看下面的例子。

#define SSSV(s1,s2,s3,v) s1=l*w;s2=l*h;s3=w*h;v=w*l*h;

main(){

int l=3,w=4,h=5,sa,sb,sc,vv;

SSSV(sa,sb,sc,vv);

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54楼 大中小发表于 2008-3-28 17:04 只看该作者

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C语言初学者入门讲座第十七讲文件

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：

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C语言初学者入门讲座第十七讲文件

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：

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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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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：

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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);

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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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