2024-2025-1 20241415 《计算机基础与程序设计》第十二周学习总结

2024-2025-1 20241415《计算机基础与程序设计》第十二周学习总结

作业信息

这个作业属于哪个课程	2024-2025-1-计算机基础与程序设计
这个作业要求在哪里	2024-2025-1计算机基础与程序设计第十二周作业
这个作业的目标	复习巩固前面所学的内容
作业正文	https://www.cnblogs.com/zhaoshaoning/p/18607774

教材学习内容总结

1. 文件的基本概念
   • 在C语言中，文件是存储在外部介质（如磁盘）上的数据的集合。它可以是程序文件（包含源代码等），也可以是数据文件（用于存储程序运行时需要的数据）。
   • 文件通常被视为字节序列，C语言可以对这些字节进行读取、写入和其他操作。每个文件都有一个文件名，通过文件名来识别和访问文件。例如，在Windows系统中，文件名可能是“example.txt”，在Linux系统中也类似，但文件名的命名规则可能因操作系统而略有差异。
2. 文件指针
   • 文件指针是C语言中操作文件的关键。它是一个指向FILE类型结构体的指针。FILE结构体包含了文件的各种信息，如文件的当前位置、缓冲区信息等。
   • 要使用文件，首先需要声明一个文件指针。例如：FILE *fp;，这里fp就是一个文件指针，它可以用来指向一个打开的文件。
   • 在C标准库中，<stdio.h>头文件包含了文件操作相关的函数和FILE结构体的定义。所以在进行文件操作之前，需要包含这个头文件。
3. 文件的打开与关闭
   • 打开文件：使用fopen()函数来打开文件。它的基本形式是FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);。
     • filename是要打开的文件名，可以包含路径。例如，在Windows系统中，如果文件在当前目录下，文件名可以是“data.txt”；如果在其他目录下，可能是“C:\Users\user\Documents\data.txt”（注意反斜杠的转义）。在Linux系统中，路径格式可能是“/home/user/data.txt”。
     • mode是打开文件的模式，常见的模式有：
       • "r"：以只读方式打开文件。如果文件不存在，fopen()函数会返回NULL。
       • "w"：以只写方式打开文件。如果文件存在，会清空文件内容；如果文件不存在，则创建新文件。
       • "a"：以追加方式打开文件。如果文件存在，写入的数据会追加到文件末尾；如果文件不存在，则创建新文件。
       • "r +"：以读/写方式打开文件，文件必须存在。
       • "w +"：以读/写方式打开文件。如果文件存在，会清空文件内容；如果文件不存在，则创建新文件。
       • "a +"：以读/写方式打开文件，写入的数据会追加到文件末尾。如果文件不存在，则创建新文件。
   • 关闭文件：使用fclose()函数来关闭文件。例如：fclose(fp);，其中fp是已经打开的文件指针。关闭文件是一个良好的编程习惯，它可以确保数据被正确地写入文件，并且释放与文件相关的资源。如果不关闭文件，可能会导致数据丢失或资源泄漏。
4. 文件的读写操作
   • 字符读写：
     • fgetc()函数用于从文件中读取一个字符。它的基本形式是int fgetc(FILE *stream);，其中stream是文件指针。例如：

       FILE *fp;
       char ch;
       fp = fopen("test.txt", "r");
       if(fp!= NULL)
       {ch = fgetc(fp);while(ch!= EOF){putchar(ch);ch = fgetc(fp);}fclose(fp);
       }
       

       上述代码打开一个名为“test.txt”的文件，然后使用fgetc()函数逐个字符地读取文件内容，并通过putchar()函数将字符输出到控制台，直到遇到文件结束标志EOF（End - Of - File）。
     • fputc()函数用于向文件中写入一个字符。它的基本形式是int fputc(int c, FILE *stream);，其中c是要写入的字符，stream是文件指针。例如：

       FILE *fp;
       char ch = 'A';
       fp = fopen("output.txt", "w");
       if(fp!= NULL)
       {fputc(ch, fp);fclose(fp);
       }
       

       这段代码打开一个名为“output.txt”的文件，然后使用fputc()函数将字符A写入文件，最后关闭文件。
   • 字符串读写：
     • fgets()函数用于从文件中读取一个字符串。它的基本形式是char *fgets(char *s, int n, FILE *stream);，其中s是存储读取字符串的字符数组，n是最多读取的字符数（包括字符串结束符'\0'），stream是文件指针。例如：

       FILE *fp;
       char str[100];
       fp = fopen("test.txt", "r");
       if(fp!= NULL)
       {fgets(str, 100, fp);printf("%s", str);fclose(fp);
       }
       

       此代码从“test.txt”文件中读取最多99个字符（加上'\0'共100个字符）存储到str数组中，并将其输出到控制台。
     • fputs()函数用于向文件中写入一个字符串。它的基本形式是int fputs(const char *s, FILE *stream);，其中s是要写入的字符串，stream是文件指针。例如：

       FILE *fp;
       char str[] = "Hello, World!";
       fp = fopen("output.txt", "w");
       if(fp!= NULL)
       {fputs(str, fp);fclose(fp);
       }
       

       代码将字符串“Hello, World!”写入名为“output.txt”的文件中。
   • 格式化读写：
     • fscanf()函数用于从文件中按照指定格式读取数据。它的基本形式是int fscanf(FILE *stream, const char *format,...);，与scanf()函数类似，但是它从文件而不是标准输入读取数据。例如：

       FILE *fp;
       int num;
       fp = fopen("data.txt", "r");
       if(fp!= NULL)
       {fscanf(fp, "%d", &num);printf("The number read from file is %d\n", num);fclose(fp);
       }
       

       这段代码从“data.txt”文件中读取一个整数存储到num变量中，并将其输出。
     • fprintf()函数用于向文件中按照指定格式写入数据。它的基本形式是int fprintf(FILE *stream, const char *format,...);，与printf()函数类似，但是它向文件而不是标准输出写入数据。例如：

       FILE *fp;
       int num = 10;
       fp = fopen("output.txt", "w");
       if(fp!= NULL)
       {fprintf(fp, "The number is %d", num);fclose(fp);
       }
       

       此代码将包含整数num值的字符串写入名为“output.txt”的文件中。
5. 文件的定位操作
   • ftell()函数用于获取文件指针的当前位置。它的基本形式是long ftell(FILE *stream);，返回值是从文件开头到文件指针当前位置的字节数。例如：

     FILE *fp;
     long position;
     fp = fopen("test.txt", "r");
     if(fp!= NULL)
     {// 读取一些数据或者进行其他操作position = ftell(fp);printf("The current position of the file pointer is %ld\n", position);fclose(fp);
     }
     

   • fseek()函数用于设置文件指针的位置。它的基本形式是int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);。
     • offset是偏移量，whence是起始位置，whence可以有以下几种取值：
       • SEEK_SET：文件开头，偏移量是从文件开头开始计算。
       • SEEK_CUR：文件当前位置，偏移量是从文件指针当前位置开始计算。
       • SEEK_END：文件末尾，偏移量是从文件末尾开始计算（偏移量为负数时表示向文件开头方向移动）。例如：

         FILE *fp;
         fp = fopen("test.txt", "r");
         if(fp!= NULL)
         {fseek(fp, 5, SEEK_SET);// 从文件开头偏移5个字节后的位置开始读取或操作fclose(fp);
         }
         

   • rewind()函数用于将文件指针重新定位到文件开头。它的基本形式是void rewind(FILE *stream);。例如：

     FILE *fp;
     fp = fopen("test.txt", "r");
     if(fp!= NULL)
     {// 进行一些操作rewind(fp);// 重新从文件开头开始操作fclose(fp);
     }
     

教材学习中的问题和解决过程（先问 AI）

• 问题1：在打开文件时应该怎样选择打开文件的方式，如只读、只写等？
• 问题1解决方案：

1. 只读方式（"r"）的选择情况

   • 当你的程序只需要从文件中获取信息，而不会对文件内容进行修改时，应该选择只读方式打开文件。例如，读取配置文件、读取文本内容用于显示或分析等场景。
   • 假设你有一个程序，它需要读取一个包含用户设置选项（如字体大小、颜色主题等）的配置文件config.ini。这个程序只需要获取这些设置信息来初始化界面，而不会改变配置文件的内容。此时就可以使用"r"模式打开文件，代码如下：

   FILE *fp;
   fp = fopen("config.ini", "r");
   if(fp == NULL)
   {// 处理文件打开失败的情况，比如打印错误信息并退出程序perror("Error opening file");return 1;
   }
   // 在这里使用fgetc、fgets、fscanf等函数读取文件内容
   fclose(fp);
   

   • 这种方式可以确保文件内容的完整性，因为程序没有权限修改文件内容。如果文件不存在，使用"r"模式打开时，fopen函数会返回NULL，所以在实际应用中需要检查文件是否成功打开。

2. 只写方式（"w"）的选择情况

   • 当你需要创建一个新文件或者清空一个已存在文件的内容，并向其中写入数据时，选择只写方式。例如，生成一个新的日志文件来记录程序运行信息，或者创建一个新的数据文件来存储用户输入的数据等场景。
   • 比如，你要创建一个日志文件program.log来记录程序每次运行的时间和状态信息。每次程序运行时，都希望清空旧的日志内容并开始新的记录，就可以使用"w"模式打开文件，代码如下：

   FILE *fp;
   fp = fopen("program.log", "w");
   if(fp == NULL)
   {perror("Error opening file");return 1;
   }
   // 使用fprintf等函数写入日志信息，如记录程序启动时间
   time_t now;
   time(&now);
   fprintf(fp, "Program started at %s", ctime(&now));
   fclose(fp);
   

   • 注意，如果文件已经存在，使用"w"模式打开会清空文件中原有的内容。如果文件不存在，fopen函数会创建一个新的文件。

3. 追加方式（"a"）的选择情况

   • 当你希望在文件末尾添加新的数据，而不影响文件中已有的内容时，使用追加方式。例如，记录程序的运行历史记录，每次程序运行添加新的一行记录；或者收集用户的操作日志，不断在日志文件末尾添加新的操作记录等场景。
   • 假设你有一个简单的计数器程序，每次运行时，它要将当前的运行次数追加到一个文件count.txt中。代码如下：

   FILE *fp;
   int count = 1;  // 假设这是第1次运行，实际可以从文件读取之前的计数并加1
   fp = fopen("count.txt", "a");
   if(fp == NULL)
   {perror("Error opening file");return 1;
   }
   fprintf(fp, "Run %d\n", count);
   fclose(fp);
   

   • 使用"a"模式打开文件时，如果文件不存在，fopen函数会创建一个新文件；如果文件存在，则将写入的数据追加到文件的末尾。

4. 读写方式（"r +"、"w +"、"a +"）的选择情况

   • "r +"模式：
     • 当你需要读取和修改一个已经存在的文件内容时可以选择"r +"模式。例如，你有一个文本文件，里面存储了一些学生的成绩信息，你需要读取这些成绩进行分析，并且可能会修改某些成绩的值。
     • 但是要注意，使用"r +"模式打开文件时，文件必须已经存在，否则fopen函数会返回NULL。
   • "w +"模式：
     • 这种模式类似于"w"模式和"r"模式的结合。它会创建一个新文件或者清空已有文件内容，同时允许你对文件进行读写操作。例如，你要创建一个临时的数据文件，先写入一些初始数据，然后再读取这些数据进行处理。不过这种模式在实际应用中要谨慎使用，因为很容易不小心清空文件内容。
   • "a +"模式：
     • 它允许你在文件末尾进行追加写入操作，同时也能读取文件内容。不过读取操作可能会受到文件指针位置的影响。例如，在追加一些数据后，如果你想读取文件开头的内容，可能需要先将文件指针移动到文件开头（使用rewind或fseek函数）。这种模式适用于需要在记录新数据的同时，也可能需要查看之前记录的数据的情况，比如在更新日志文件的同时，也可以查看之前的日志记录。

基于AI的学习