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Lesson 7

C语言 文件读写 与 大程序结构

在这一课中，将会接触C语言的文件读写与多文件工程
文件读写为程序员提供了一种储存数据的方式
多文件工程实则为后期编程所必须的，它具有多种单文件工程无可比拟的优势

1. 文件读写

  • 数据流(stream)： 程序与数据交互的方式 C语言可以读写文本文件(.txt)与二进制文件(.bytes)

    FILE *file = NULL;
file = fopen("./rua.txt","w+");

fclose(file);

  • fopen的参数？ “r”：以只读的形式打开文本文件(不存在则出错) “w”：以只写的形式打开文本文件(不存在则新建，覆盖已有文件) “a”：以追加的形式打开文本文件(不存在则新建，指针固定在末尾)

    • 附加值： “+”：可读可写 “t”：txt文件（文本文件，默认可忽略） “b”：bytes文件（二进制文件，须写） ·

  • 输入与输出 C语言中将所有交互的设备（显示器、键盘等）都当作“文件” 输入 与 输出 的概念是相对于程序而言的 例如： printf()的主要功能是向标准输出按规定格式输出信息 scanf()的主要功能是从标准输入按规定格式输入（读取）信息 在C语言的文件读写中，我们主要使用以下几个输入与输出函数 ·

  • 输出
    • 1. fputc() 和 fputs() 
      FILE *file = NULL;
file = fopen("./rua.txt","w+");
fputc('a',file);
fputs("ywwuyi",file);
//文件内容： aywwuyi
    • 2. fprintf 
      FILE *file = NULL;
file = fopen("./rua.txt","w+");
fprintf(file,"%s","ywwuyi");    
//文件内容： ywwuyi

·

  • 输入

    • 1. fgetc() 和 fgets()

      FILE *file = NULL;
file = fopen("./rua.txt","r+");
char str[233];//可不可以用char *
int a = fgetc(file);//注意返回值
printf("%c\n",a);
fgets(str,10,file);
puts(str);
/*输出： 
        1
        23456789y 
*/

      思考：为什么第二行不是 123456789y 或是 23456789yw ?

    • 扩展： 关于 fgets()

      fgets(str,10,stdin);

      stdin 指标准输入（缓存），通常意义上可以理解为你的键盘 因此，不难理解，上述语句的意思为给str输入一个字符串，长度保留为9 ·

    • 2. fscanf()

      FILE *file = NULL;
file = fopen("./rua.txt","w+");
char str[233];
fprintf(file,"%s","Ywwuyi rua Mr.quin.");
rewind(file);//这是什么？
fscanf(file,"%s",str);
puts(str);
//输出：  Ywwuyi

·

  • 文件中定位
    • 1. rewind() 定义：将文件内部指针重新指向文件（流）开头 
      FILE *file = NULL;
file = fopen("./rua.txt","w+");
char str[233];
fprintf(file,"%s","Ywwuyi rua Mr.quin.");
rewind(file);//①
fscanf(file,"%s",str);
puts(str);
rewind(file);//②
fprintf(file,"%s","233333");
rewind(file);//③
fscanf(file,"%s",str);
puts(str);
    • 2. fseek() 定义：按照给定参数将文件内部指针指向文件（流）指定位置 int fseek(FILE *stream, long int offset, int whence) offset指偏移量，即相对于whence移动多少位置，负号前移，正号后移 whence指文件内的位置，通常为以下三个参数 
      SEEK_SET 文件的开头
SEEK_CUR 文件内指针当前位置
SEEK_END 文件的末尾
      实例： 
      FILE *file = NULL;
file = fopen("./rua.txt","w+");
char str[233];
fprintf(file,"%s","Ywwuyi rua Mr.quin.");
fseek(file,0,SEEK_SET);//等价于rewind(file)
fscanf(file,"%s",str);
puts(str);
fseek(file,1,SEEK_CUR);
fscanf(file,"%s",str);
puts(str);
fseek(file,-8,SEEK_END);
fscanf(file,"%s",str);
puts(str);
/*输出：
      Ywwuyi
      rua
      Mr.quin.
*/

2. 大程序结构

大程序结构 含有多个源代码文件（C语言中为 .c） 每个源代码文件为一个编译单元 完成编译单元间的交互，需要链接器。 在诸如VS与DevC++的IDE（集成开发环境）中“创建项目”时便自带链接器 一般情况下，将多个.c文件放于同一个文件夹下面 在VScode中实现链接器的功能比较繁琐，因此此处用VS作工具说明 下面细嗦如何实现多文件的操作。 ·

  • 跨文件调用变量 main.c

    #include <stdio.h>
extern int a;
int main()
{
    printf("%d", a);
    return 0;
}

    rua.c

    #include <stdio.h>
int a = 6;

    输出: 6

    • 注意点：extern关键字修饰变量的作用 ·

  • 跨文件调用函数 main.c

    void rua1();
void rua2();
int main()
{
  rua1();
  rua2();
  return 0;
}

    ywwuyi.c

    #include <stdio.h>
void rua1()
{
  puts("ywwuyi");
}

    awsl.c

    #include <stdio.h>
void rua1();
void rua2()
{
  puts("awsl");
  rua1();
}

    输出：

    ywwuyi
awsl
ywwuyi
    • 思考：函数的原型，为什么不需要extern关键字？ ·

  • 关于关键字

    • extern关键字 一般用作 声明 变量/函数 定义 全局变量/函数 时自带这个关键字 多文件程序中，extern使不同文件可以共用一个全局变量

    • static关键字 一般用作 定义 变量/函数 生命周期从整个程序开始到结束（全局与局部） 静态局部变量的作用域限制在代码块内 静态全局变量的作用域限制在编译单元内 多文件程序中，static使不同文件中可以定义同名事物 main.c

      #include <stdio.h>
void rua();
static int a = 233;
int main()
{
  rua();
  printf("%d\n", a);
  return 0;
}

      ywwuyi.c

      #include <stdio.h>
static int a = 1551;
void rua()
{
  printf("%d  ", a);
}

      输出：1551 233 ·

  • #include操作

    将函数的原型放到头文件（.h文件）中， 便可以在需要调用这些函数的编译单元中#include该头文件， 来让编译器在编译的时候知道这些函数的原型。 · ywwuyi.c 与 awsl.c 同上

    main.c

      #include "rua.h"
  int main()
  {
    rua1();
    rua2();
    return 0;
  }

    rua.h

    void rua1();
void rua2();

    输出： 同上 ·

    • 注意点： 一般来说，.h文件用来放置声明。

    实际上，#include所做的事情是将该文件的所有文本原封不动地插入到该处位置 因此，#include并非是用来引入库文件的，stdio.h中仅含有函数的原型 stdio.h具体的函数定义在另外的地方，而现代C编译器则会默认引入所有的标准库 ·

  • 声明与定义

    思考：extern int a 与 extern int a = 0 的区别? extern int a为 变量的声明 extern int a = 0为 变量的定义 声明 不另外分配任何内存空间 此处所述的函数原型也是一种声明。 只定义不声明的行为会遭到编译器指指点点× 只声明不定义的行为会遭到编译器重拳出击× ·

    • 重复声明 main.c 
        #include "rua.h"
  void rua1();//函数rua1()被重复声明
  extern int a;//变量a被重复声明
  int main()
  {
    rua1();
    rua2();
    return 0;
  }
      rua.h 
      void rua1();
void rua2();
extern int a;
      编译通过，说明可以重复声明 ·
    • 重复定义 main.c 
      #include "rua.h"
#include "yyds.h"
      rua.h 
      int a;
      yyds.h 
      #include "rua.h"
      编译不通过，说明不可重复定义 ·
    • 标准头文件结构 ——「重复定义の解决方法」 怎么解决重复定义的问题？
      • 鳖在.h文件里面定义！ 写.h时鳖重复！ （实际编程的时候其实经常碰到.h里面include另外一个.h的情况）
      • 把int a;改成extern int a，即改为 声明a变量 然后在某个文件里进行定义
      • 上面那些不好用，来搞点新东西！ rua.h 
        #ifndef _RUA_H_
#define _RUA_H_
int a;
#endif
        或者 rua.h 
        #pragma once
int a;
        以上对.h文件的预处理使其成为 标准头文件
      • 注意点： 以上预处理仅在同一个编译单元中起作用 实际在不同文件中int a;(全局)仍然会出现错误 ·