C语言高级语言程序设计(一)第六章 高级程序设计.ppt

高级语言程序设计(一)(C Programming),第六讲：高级程序设计,本章目标,掌握文件结束判断方法；掌握文件格式化输入/输出方法；了解文件块输入/输出方法；了解文件读写位置操作。熟悉预处理语句；了解变量作用域；了解位运算；,文件输入/输出（复习）,文件输入/输出过程,打开文件,首先在程序文件的头部应有如下语句：#include,stream（流，读写通道）,程序结束前应该关闭文件,！,程序,文件,打开文件（复习）,例如：以只读方式打开一个文件“hello.c”。fp=fopen(“hello.c”,“r”);例如：以写方式打开一个文件“output.dat”，该将文件位于C：盘根目录下。fp=fopen(“c:output.dat”,“w”);,读写文件（复习）,字符输入函数：int fgetc(FILE*fp);从fp所指向的文件中读取一个字符并返回。若文件结束或调用失败，返回EOF字符输出函数：int fputc(int ch,FILE*fp);将字符ch写入fp所指向的文件。若成功，则返回写入的字符；若失败，返回EOF,关闭文件（复习）,关闭文件函数：int fclose(FILE*fp);关闭fp文件指针所指向的文件，并释放fp文件指针。若成功关闭，返回0，否则返回EOF,例：将文件in.doc拷贝至新文件out.doc中。,#include void main()char ch;FILE*in,*out;if(in=fopen(in.doc,r)=NULL)printf(Cant open in.doc!);return;if(out=fopen(out.doc,w)=NULL)printf(Cant open out.doc!);return;while(ch=fgetc(in)!=EOF)fputc(ch,out);fclose(in);fclose(out);,结果：不能正确读取in.doc！,？,打开文件（续）*,文本文件与二进制文件例：整数 1949（0 x079d),使用printf%d输出,C语言支持文本形式和二进制形式的文件操作，无论那种形式，都把文件看作一个字节的序列，对文件的存取是以字节为单位进行的。,1 9 4 9,文本文件便于显示，二进制文件节省存储空间，处理速度快，一般用于保存大量数据。,文件,打开文件（续）*,以二进制流打开文件的方式包括：“rb”：表示读；“wb”：表示写；“ab”：表示添加；“rb+”：表示读写已有文件；“wb+”：表示读写新文件；“ab+”：表示读及添加；,文件结束判断,在二进制文件中不设EOF标志（因为-1为合法数据）,文件结束测试函数：feof(fp);若最近一次读取fp所指向的文件时，读取了文件尾部，则返回非0值，否则返回0,文件结束判断（续）,test.txt:abc,int count=0;int ch;while(!feof(fp)fgetc(ch,fp);count+;,count值：,1,ch值：,a,2,b,3,c,尾部：最后一个字节后,4,-1,#include void main()char ch;FILE*in,*out;if(in=fopen(in.doc,rb)=NULL)printf(Cant open in.doc!);exit(1);if(out=fopen(out.doc,wb)=NULL)printf(Cant open out.doc!);exit(1);ch=fgetc(in);while(!feof(in)fputc(ch,out);ch=fgetc(in);fclose(in);fclose(out);,这种文件读写方法可用于任何类型的文件，包括文本文件,能否改成：while(!feof(in)ch=fgetc(in);fputc(ch,out);,问题6.1,问题：UNIX下有一个命令cat，其用法为：cat x.c y.c z.c 其在标准输出（屏幕）上依次显示每个文件内容。如果没有文件名，则显示标准输入中的内容。它类似于Windows的Command环境下的type命令。,问题6.1：算法设计,主要算法如下：If 没有命令行参数从标准输入中读取内容并显示到屏幕上；Else While 还有文件未读取 打开文件；从文件输入中读取内容并显示到屏幕上；关闭文件；,设计一个函数:void filecopy(FILE*fp)从文件或标准输入中输入并显示到屏幕上。,问题6.1：代码实现,#include void filecopy(FILE*fp);int main(int argc,char*argv)FILE*fp;int i=1;if(argc=1)filecopy(stdin);else while(iargc)if(fp=fopen(argvi+,“r”)=NULL)printf(“cat:cant open%sn”,*argv);return 1;else filecopy(fp);fclose(fp);return 0;,void filecopy(FILE*fp)int c;while(c=fgetc(fp)!=EOF)fputc(c,stdout);,错误处理及出口,出错时可调用exit(1),非正常出口。一般正常退出可调用exit(0)。函数exit为每个打开的文件调用fclose，清除缓冲区，再通过系统调用命令_exit退出。,错误处理及出口（续）,对上例cat程序可作如下修改。main(int argc,char*argv)FILE*fp;if(argc=1)filecopy(stdin);elsewhile(-argc 0)if(fp=fopen(*+argv,“r”)=NULL)printf(“cat:cant open%sn”,*argv);return 1;else filecopy(fp);fclose(fp);return 0,fprintf(stderr,“cat:cant open%sn”,*argv);exit(1);,exit(0);,exit函数通常用于当存在多层函数调用时退出程序。,行输入/输出,char*fgets(char*s,int n,FILE*fp)从fp上最多读入n-1个字符，放入s 字符数组中。返回s或NULL。int fputs(char*s,FILE*fp)把字符串s（不一定含n）写入文件fp中。返回非负数或EOF。fgets正常读入换行字符（与gets不同）；fputs不在输出后自动加换行字符（与puts不同）；fgets能设置字符的最大个数，因此，当无法确定所读入的数据行有多长时，最好使用fgets，而不用gets。如：fgets(buf,81,stdin);,while(fgets(s,81,fp)!=NULL),文件格式化输入/输出,文件格式化输入/输出函数：fscanf(fp,format,)fprintf(fp,format,)比scanf、printf函数分别多了一个文件指针参数。,例如：从文件student.in中读入最多不超过50个学生的学生信息，分别以姓名顺序（从低到高）将学生信息输出到文件student.out中。,41 lisan 2245 wang 2354 liu 20110 zhang 19,返回成功读入的数据个数，若到达文件末尾或转换出错，则返回EOF,文件格式化输入/输出（程序实例）,int main()struct student stu50;int number,i;FILE*in,*out;in=fopen(studentin.in,r);out=fopen(studentout.out,w);fscanf(in,%d,struct student int id;char name7;int age;,文件格式化输入/输出,举例：读入文件中的单词（假如单词数不超过100，每个单词长度不超过100个字符）问题分析：1、如何判断是否读完？利用fscanf的返回值，若大于0，则未读完，否则，读完或读入错误。2、如何保存读入的单词？char words100101;char*pwords100;,文件,读入单词：,char words100101;int i=0;while(fscanf(in,%s,wordsi)0)i+;,char*pwords100,temp101;int i=0;while(fscanf(in,%s,temp)0)pwordsi=(char*)malloc(strlen(temp)+1);strcpy(pwordsi,temp);i+;,读写文件（续）,其它文件读写常用函数：getc(fp),putc(c,fp)而getc,putc和fgetc,fputc的区别是fgetc和fputc是函数，而getc和putc是宏定义。,块输入/输出,size_t fwrite(const void*ptr,size_t size,size_t nobj,FLE*fp)从指针ptr所指的对象中，向文件fp中写入大小为size的nobj个对象。其返回值为实际写入的对象数。size_t fread(void*ptr,size_t size,size_t nobj,FILE*fp)从文件fp中读入大小为size的nobj个对象，放入指针ptr所指的对象中。其返回值为实际读入的对象数。通常它们被用来输入或输出象结构这样的成块数据。如：fwrite(buf,sizeof(struct student),n,fp);fread(buf,sizeof(struct student),n,fp);,块输入/输出（续）,注意：块输入/输出又称直接输入/输出，不进行数据格式的转换，因此属于二进制流形式的输入/输出操作。用fwrite函数写入数据的文件，其内容一般无法用普通的编辑器查看或修改。一般用于保存数据，为了以后重新读取使用。fwrite和fread函数一般配对使用：用fwrite写入的数据一般通过fread函数读取；用fread读取的数据也一般是用fwrite函数写入的。,文件读写位置与随机输入/输出,每个正在读写的文件都有一个当前文件读写位置。如何得到当前文件读写位置？long ln=ftell(fp);返回fp所指文件的读写指针当前位置，即相对于文件开始处的位移量，单位是字节。若调用失败，返回-1。,文件读写位置与随机输入/输出（续）,如何改变文件读写位置？通常在做顺序读写时，不用关心文件读写位置。可用下面函数来改变文件读写位置：fseek(fp,offset,origin);将fp所指向文件的读写指针相对于origin移动offset个字节。若成功，返回0，否则返回非0值。,origin在stdio.h文件中有定义，可取以下值：常量标识符值含义SEEK_SET0文件开始位置SEEK_CUR1文件读写指针当前位置SEEK_END2文件结束位置,例如：fseek(fp,0,SEEK_SET);将文件指针移至文件头fseek(fp,-5,SEEK_END);将文件指针移至距文件尾5字节处,文件读写位置与随机输入/输出（续）,文件复位函数：void rewind(FILE*fp);将fp所指向文件的读写指针重新定位到文件的开始。,sscanf(char*s,char*format,pointer)从字符串s中读取数据并转换成相应数据格式的变量；格式转换方式同scanf。sscanf适合用来将字符数据转换成整数、浮点数或较短的字符串，它通常用以将事先读入的一行数据，依其不同的字段分开。如：char*buf=“123.456+595.36”;float val1,val2;char oper;sscanf(buf,“%f%c%f”,其它常用库函数,sprintf(char*s,char*format,arg)把变量转换成相应格式后，保存到字符串s中；格式转换方式同printf。当需要把某种类型的数据转换成字符串时，sprintf就特别有用。如：char buf100,*cmd=“test”;int width=80;double x=5.67;sprintf(buf,“%s%d%f”,cmd,width,x);printf(“%sn”,buf);,其它常用库函数（续）,其它常用库函数（续）,字符类别测试和转换#include isalpha(c)c为字母，则为非0；否则结果为0isupper(c)islower(c)isdigit(c)isspace(c)c为空白、换行、制表符，则为非0；否则结果为0toupper(c)将c转换成大写字母tolower(c)将c转换成小写字母,#define isupper(c)(c=A&c=Z)?1:0,其它常用库函数（续）,ungetc(c,fp)#include 把字符c退回到文件fp 中。系统调用#include system(s)执行字符串s中的命令。如system(“date”);显示日期和时间。存贮管理#include void*malloc(size_t size);void*calloc(size_t nobj,size_t n);void free(void*p);,其它常用库函数（续）,串操作#include char*strcpy(char*s1,char*s2);char*strcat(char*s1,char*s2);int strcmp(char*s,char*t);int strlen(char*s);char*strchr(char*s,char c);char*strstr(char*s1,char*s2);转换函数#include double atof(const char*s);int atoi(const char*s);long atol(const char*s);,预处理程序,预处理关键字：#define#undef#include#if#ifdef#ifndef#else#endif#line,预处理程序：include,包含文件（include）格式：#include“文件名”一般头文件#inlcude 系统头文件 编译程序以该文件名的内容来替换该控制行，通常在每个源文件开头出现这样的行，是为了包含公共的#define和外部变量的说明以及函数原型。,预处理程序：include（续）,使用#include可把其它文件（往往是.h文件）的内容包含进来，#include还允许嵌套使用，如：,预处理程序：include（续）,使用#include的优点 可以把所有公共的、需要给程序各个函数共享的外部变量说明、函数原型和宏定义、类型定义等都放在某一文件上（通常以.h为文件后缀）。其它文件的开头只须用一条#include“该.h”文件的语句，就可以省去重写这些说明、定义的麻烦，而且程序结构更为清晰。如：#include#include#include“local.h”,预处理程序：if,条件编译（if）C语言预处理程序提供了根据条件对程序段进行有选择地编译的能力，而这些控制行本身不参加编译。条件编译形式如下：#if 常量表达式#ifdef 标识符#ifndef 标识符,预处理程序：if（续）*,如：#if 常量表达式程序段1-常量表达式为真时编译#else程序段2-常量表达式为假时编译#endif又如：#ifdef SPE_VER-SPE_VER已定义时编译#else-SPE_VER未定义时编译#endif,预处理程序：if（续）,我们经常可在一些头文件中见到下面语句：#ifndef FIRST#define FIRST#endif可用它们来避免该头文件被重复包含。,变量作用域,变量作用域：变量的使用范围；在同一个作用域内，不允许定义同名变量；在不同作用域内，允许定义同名变量。如果同名变量作用域重叠，则内层变量将屏蔽外层变量；,变量作用域,变量作用域（续）,例：#include int i=0;main()int i=1;printf(“i=%d,”,i);int i=2;printf(“i=%d,”,i);i+=1;printf(“i=%d,”,i);printf(“i=%d,”,i);printf(“i=%dn”,i);,结果：？i=1,i=2,i=3,i=3,i=1,注意：在程序中出现作用域重叠的同名变量不是一个好的程序设计风格。,静态变量（static）*,内部静态变量在局部变量前加上“static”关键字就成为内部静态变量。内部静态变量仍是局部变量，其作用域仍在定义它的函数内。但该变量采用静态存贮分配（由编译程序在编译时分配，而一般的自动变量和函数形参均采用动态存贮分配，即在运行时分配空间），当函数执行完，返回调用点时，该变量并不撤消，其值将继续保留，若下次再进入该函数时，其值仍存在。外部静态变量在函数外部定义的变量前加上“static”关键字便成了外部静态变量。外部静态变量的作用域为定义它的文件，即成为该文件的的“私有”（private）变量，其它文件上的函数一律不得直接进行访问，除非通过它所在文件上的各种函数来对它进行操作，这可实现数据隐藏。(在C+中提供进一步的数据隐藏。),静态变量（static）（续）*,例：下列程序打印出什么结果。#include int f(int i);main()int i;for(i=0;i 5;i+)printf(%d,f(i);int f(int i)static int k=1;k+=i;return(k);,结果：1 2 4 7 11,变量初始化,外部和静态变量由编译程序给予隐含的初值0。程序员可在变量定义时对它进行初始化（不是赋值表达式）。如：binary(int x,int y,int n)int low=0;int high=n 1;,变量初始化（续）,自动变量的初始化每进入该函数时便初始化一次。外部或静态变量的初始化仅（在编译时）进行一次。自动变量或寄存器变量只能显式初始化，否则，自动变量和寄存器变量有不确定的值。*外部数据的说明，如果带有初始化项，即当成一个定义。,枚举类型（enum）,枚举型变量的取值仅限于规定的一组值之一。定义形式：enum 枚举名 值表；例：enum color red,green,yellow,white,black;/*枚举值是标识符*/枚举变量说明enum color chair;enum color suite10;,枚举类型（续）,在表达式中使用枚举变量chair=red;suite5=yellow;if(chair=green)注意：对枚举变量的赋值并不是将标识符字符串传给它，而是把该标识符所对应的各值表中常数值赋与变量。C语言编译程序把值表中的标识符视为从0开始的连续整数。另外，枚举类型变量的作用范围与一般变量的定义相同。如：enum color red,green,yellow=5,white,black;则：red=0,green=1,yellow=5,white=6,black=7,枚举类型（续）,枚举类型用途：枚举类型通常用来说明变量取值为有限的一组值之一，如：enum Boolean FALSE,TRUE;用来定义常量，如：enum PI=3.14159;,位运算符,在实际应用中有时需要操作数据对象中的某些位（bit）。位运算符,位运算符（续）,例：编写一个函数getbits(unsigned x,unsigned p,unsigned n)，返回一个整型变量x从位置p开始的n位unsigned getbits(unsigned x,unsigned p,unsigned n)return(x(p+1 n),p+1-n,&,位运算符（续）,在按位运算中，按位或（|）通常用于给字中某些位赋值。按位与（&）通常用于取出字中某些位的值。按位异或（）通常用于图形/图像运算中。,历史上最好的C语言程序*,1983年，在ACM图林奖颁奖大会上，杰出的计算机科学家、UNIX的鼻祖、C语言的创始人之一，图林大奖得主，Ken Thompson，上台的第一句话便是：“我是一个程序员，在我的1040表上，我自豪地写上了我的职业。作为一个程序员，我的工作就是写程序。今天我将向大家提供一个我曾经写过的最精练的程序。”这个程序是一个自已复制自已的C语言程序，如下：,char s=t,0,n,;,n,n,/,*,n,(213 lines deleted)0;/*The string is a*representations of the body*of this program from 0*to the end*/,main()int i;printf(“char ts=n”;for(i=0;si;i+)printf(“t%dn,n”,si;printf(“%s”,s);,这个程序第一版和它“生”下的第二版式本在变量s的声明上略有不同，但在功能上完全一致，第二个版本与其后代则在形式和功能上完全一致。这个程序可能是第一个用C语言制造的Trojan horse。该程序由UNIX创始人，C语言作者之一的Ken Thompson书写，并在图林大奖向世人展示，应是无人能敌。,历史上最好的C语言程序（续）*,学海无涯苦作舟。结束,