读书笔记：ACM导引及在线实战一

动态分配结构变量和结构数组

结构变量、结构数组都是可以动态分配存储空间的，如：

StudentEx * pStu = new StudentEx;
pStu->ID = 1234;
delete pStu;
pStu = new StudentEx[20];
pStu[0].ID = 1235;
delete [] pStu;

文件读写

既可以从文件中读取数据, 也可以向文件中写入数据。读写文件之前，首先要打开文件。
读写文件结束后，要关闭文件。C/C++提供了一系列库函数，声明于stdio.h中，用于进行文
件操作。这里介绍其中几个常用的文件操作库函数：

用fopen 打开文件

该函数的原型为：
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
“FILE” 是在 stdio.h中定义的一个结构，用于存放和文件有关的信息，具体内容我
们可以不需要知道。第一个参数是文件名，第二个参数是打开文件的模式。
打开文件的模式主要有以下几种：
“r” :以文本方式打开文件，只进行读操作。
“w”: 以文本方式打开文件，只进行写操作。
“a”: 以文本方式打开文件，只往其末尾添加内容。
“rb” :以二进制方式打开文件，只进行读操作。
“wb”: 以二进制方式打开文件，只进行写操作。
“ab”: 以二进制方式打开文件，只往其末尾添加内容。
“r+” :以文本方式打开文件，既读取其数据，也要往文件中写入数据。
“r+b”:以二进制方式打开文件，既读取其数据，也要往文件中写入数据。
“文本方式”适用于文本文件，即能在“记事本”中打开的，人能够看明白其含义的文
件。“二进制方式”适用于任何文件，包括文本文件，音频文件，视频文件，图像文件，可
执行文件等。只不过文本文件用“文本方式”打开，以后读写会方便一些。
fopen函数返回一个 FILE * 类型的指针，称为文件指针。该指针指向的 FILE 类型变
量中，存放着关于文件的一些信息，比如，文件的“当前位置”（稍后会详述）。文件打开
后，对文件的读写操作就不再使用文件名，而都是通过fopen函数返回的指针进行。
如果试图以只读的方式打开一个并不存在的文件、或因其他原因（比如没有权限）导致
文件打开失败, 则fopen返回NULL指针。如果以读写或只写的方式打开一个不存在的文件，
那么该文件就会被创建出来。
FILE * fp = fopen( “c:\\data\\report.txt”, “r”);
上面的语句以只读方式打开了文件 “c:\\data\\report.txt”。给定文件名的时候也
可以不给路径，那么fopen函数执行时就在当前目录下寻找该文件：
FILE * fp = fopen( “report.txt”, “r”);
如果当前目录下没有report.txt，则fopen函数返回NULL，此后当然不能进行读写操作
了。

用 fclose 关闭文件

打开文件，读写完毕后，一定要调用fclose函数关闭文件。fclose函数的原型是：
int fclose(FILE *stream);
stream即是先前用fopen打开文件时得到的文件指针。
一定要注意，打开文件后，要确保程序执行的每一条路径上都会关闭该文件。一个程序
能同时打开的文件数目是有限的，如果总是打开文件没有关闭，那么文件打开数目到达一定
限度后，就再也不能打开新文件了。一个文件，可以被以只写的方式同时打开很多次，这种
情况也会占用程序能同时打开的文件总数的资源。新手在调程序时常会碰到明明看见文件就
在那里，用fopen函数却总是打不开的情况，很可能就是因为总打开文件而不关闭，导致同
时打开的文件数目达到最大值，从而再也不能打开任何文件。
调用fclose函数时，如果参数stream的值是NULL, 那么很可能会出现程序异常终止的错
误。

用 fscanf 读文件

fscanf函数原型如下;
int fscanf(FILE *stream, const char *format[, address, ...]);
fscanf和scanf函数很象，区别在于多了第一个参数----文件指针stream。scanf函数从
键盘获取输入数据，而fscanf函数从与stream相关联的文件中读取数据。该函数适用于读取
以文本方式打开的文件。如果文件的内容都读完了，那么fscanf函数返回值为 EOF （stdio.h
中定义的一个常量）。
假设有以下文本文件 students.txt 存放在C盘tmp文件夹下:
Tom 08701342 male 1985 11 2 3.47
Jack 08701343 Male 1985 10 28 3.67
Mary 08701344 femal 1984 2 28 2.34
该文件里每行记录了一个学生的信息，依次是：姓名，学号，性别，出生年，月，日，
绩点。下面的程序打开此文件，读取其全部内容并输出。

#include <stdio.h>
 int main()
 {
 FILE * fp;
 fp = fopen( "c:\\tmp\\students.txt", "r");
 if( fp == NULL ) {
 printf( "Failed to open the file.");
 return ;

 }
 char szName[30], szGender[30];
 int nId, nBirthYear, nBirthMonth, nBirthDay;
 float fGPA;
 while( fscanf( fp, "%s%d%s%d%d%d%f", szName, & nId, szGender, & nBirthYear,
 & nBirthMonth, & nBirthDay, & fGPA) != EOF) {
 printf( "%s %d %s %d %d %d %f\r\n", szName, nId, szGender, nBirthYear,
 nBirthMonth, nBirthDay, fGPA);
 }
 fclose(fp);
 return 0;
 }

fprintf函数能用于向文件中写入数据，用法和printf、fscanf类似，此处不再赘述。
其原型是：
int fprintf(FILE *stream, const char *format[, argument, ...]);

用 fgetc读文件，用fputc写文件

fgetc函数原型如下:
int fgetc(FILE *stream);
它用于从文件中读取一个字节，返回值即是所读取的字节数。每个字节都被当作一个无
符号的8位（二进制位）数，因此每个被读取字节的取值范围都是0-255。反复调用fgetc函
数可以读取整个文件。如果已经读到文件末尾，无法再读，那么fgetc函数返回EOF(实际上
就是-1)。
fputc函数原型如下：
int fputc(int c, FILE *stream);
它将一个字节写入文件。参数c即是要被写入的字节。虽然c是int类型的，但实际上只
有其低8位才被写入文件。如果写入失败，该函数返回EOF。
下面的程序实现了文件拷贝的功能。如果由该程序生成的可执行文件名叫 MyCopy.exe，
那么在控制台窗口（也称DOS窗口）输入 “MyCopy 文件名1 文件名2”再敲回车，则能进
行文件拷贝操作。比如，如果在DOS窗口输入：
MyCopy c:\tmp\file1.dat d:\tmp2.dat
则本程序的执行结果是将C盘tmp文件夹下的file1.dat文件，复制为到d盘根目录下的
tmp2.dat文件。

 #include <stdio.h>
 int main(int argc, char * argv[])
 {
 FILE * fpSrc, * fpDest;
 fpSrc = fopen( argv[1], "rb");
 if( fpSrc == NULL ) {

 printf( "Source file open failure.");
 return 0;
 }
 fpDest = fopen( argv[2], "wb");
 if( fpDest == NULL) {
 fclose( fpSrc);
 printf( "Destination file open failure.");
 return 0;
 }
 int c;
 while( ( c = fgetc(fpSrc)) != EOF)
 fputc( c, fpDest);
 fclose(fpSrc);
 fclose(fpDest);
 return 0;
 }

语句2 中的main 函数比以往多了两个参数argc 和argv，另外在语句5 和语句10 中也
用到了argv 参数，argc 和argv 的作用请看后文的2.18 节“命令行参数”。
语句5 实际上就是以只读方式打开源文件，语句10 是以写方式打开目标文件。
语句17 从源文件读取一个字符。表达式 c = fgetc(fpSrc) 的值实际上就是c 的值，也就
是fgetc 函数的返回值。fgetc 的返回值是EOF，则说明文件已经读完了。

用fgets函数读文件, fputs函数写文件

fgets函数原型如下;
char *fgets(char *s, int n, FILE *stream);
它一次从文件中读取一行，包括换行符，放入字符串s中，并且加上字符串结尾标志
符’\0’。参数n代表缓冲区s中最多能容纳多少个字符(不算结尾标志符’\0’)。
fgets函数的返回值是一个char *类型的指针，和s指向同一个地方。如果再没有数据可
以读取，那么函数的返回值就是NULL。
fputs函数原型如下;
int fputs(const char *s, FILE *stream);
它往文件中写入字符串s。注意，写完s后它并不会再自动向文件中写换行符。
下面的程序将students.txt 内容拷贝到student2.txt

 #include <stdio.h>
 #define NUM 200
 int main()
 {
 FILE * fpSrc, * fpDest;

 fpSrc = fopen( "students.txt", "r");
 if( fpSrc == NULL ) {
 printf( "Source file open failure.");
 return 0 ;
 }
 fpDest = fopen( "students2.txt", "w");
 if( fpDest == NULL) {
 fclose( fpSrc);
 printf( "Destination file open failure.");
 return 0;
 }
 char szLine[NUM];
 while( fgets(szLine, NUM-1, fpSrc)) {
 fputs(szLine, fpDest);
 }
 fclose(fpSrc);
 fclose(fpDest);
 return 0;
 }

调用fgets 时用的参数199改小点，比如150，也是没有问题的，只要能装得下最长的那
一行就行了。

用 fread读文件，用fwrite写文件

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 struct Student{
 char szName[20];
 unsigned nId;
 short nGender; //性别
 short nBirthYear, nBirthMonth, nBirthDay;
 float fGPA;
 };

 int main()
 {
 FILE * fpSrc, * fpDest;
 struct Student Stu;
 fpSrc = fopen( "c:\\tmp\\students.txt", "rb");
 if( fpSrc == NULL ) {
 printf( "Failed to open the file.");
 return 0;
 }
 fpDest = fopen( "students .dat", "wb");
 if( fpDest == NULL) {
 fclose( fpSrc);
 printf( "Destination file open failure.");
 return 0;
 }
 char szName[30], szGender[30];
 int nId, nBirthYear, nBirthMonth, nBirthDay;
 float fGPA;

 while( fscanf( fpSrc, "%s%d%s%d%d%d%f", szName, & nId,
 szGender, & nBirthYear, & nBirthMonth, & nBirthDay, & fGPA) != EOF) {
 strcpy(Stu.szName, szName);
 Stu.nId = nId;

 if( szGender[0] == 'f' )
 Stu.nGender = 0;
 else
 Stu.nGender = 1;
 Stu.nBirthYear = nBirthYear;
 Stu.nBirthMonth = nBirthMonth;
 Stu.nBirthDay = nBirthDay;
 fwrite( & Stu, sizeof(Stu), 1, fpDest);
 }
 fclose(fpSrc);

 fclose(fpDest); 
 fpSrc = fopen( "students.dat", "rb");

 if( fpSrc == NULL ) {
 printf( "Source file open failure.");
 return 0;
 }
 fpDest = fopen( "students2.dat", "wb");
 if( fpDest == NULL) {
 fclose( fpSrc);
 printf( "Destination file open failure.");
 return 0;
 }
 while(fread( & Stu, sizeof(Stu), 1 , fpSrc)) {
 if( Stu.nBirthYear >= 1985 )
 fwrite( & Stu, sizeof(Stu), 1, fpDest);
 }
 fclose( fpSrc);
 fclose( fpDest);
 return 0;
 }

我们看到，存放学生信息，可以用 students.txt 文件的格式，也可以用 students.dat
文件的格式。到底哪种比较好呢？应该说使用记录文件更好。记录文件可以按名字或学号等
关键值排序，排序以后可以用折半查找算法快速查找，这样在一个有N个记录的文件中进行
查找，最多只需读取log2N个记录，比较log2N次。而用文本文件的格式存放信息，由于每行
长度都不一样，所以要查找名为“jack”的学生信息，只能从头顺序往下找直到找到为止。
那么平均要读取整个文件的一半，才能找到。
另外，用记录方式保存信息，比用文本方式通常能节省空间。
文本方式中有很多空格、换行符是冗余的，而且像“08701342”这样的学号等数值信息，
用记录方式存放，只需4个字节的unsigned类型就可以，而以文本方式保存，往往4个字节是
无法表示的，因为一个数字就要占用一个字节。
请注意，打开的文件，一定要关闭。因此在语句22在程序返回前，关闭了曾经打开的源
文件。

fread函数原型如下：
unsigned fread(void *ptr, unsigned size, unsigned n, FILE *stream);
该函数从文件中读取n个大小为size字节的数据块, 总计n*size字节，存放到从地址
ptr 开始的内存中。返回值是读取的字节数。如果一个字节也没有读取，返回值就是0。
fwrite函数原型如下：
unsigned fwrite(const void *ptr, unsigned size, unsigned n, FILE *stream);
该函数将内存中从地址 ptr 开始的n*size个字节的内容，写入到文件中去。
这两个函数的返回值，表示成功读取或写入的“项目”数。每个“项目”的大小是size
字节。
其实使用这两个函数时，总是将size置为1，n置为实际要读写的字节数，也是没有问题
的。
fread函数成功读取的字节数，有可能小于期望读取的字节数。比如反复调用fread读取
整个文件，每次读取100个字节，而文件有1250字节，那么显然最后一次读取，只能读取50
字节。
使用fread和fwrite函数读写文件，文件必须用二进制方式打开。
有些文件由一个个“记录”组成，一个记录就对应于C/C++中的一个结构，这样的文件，
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就适合用fread和fwrite来读写。比如一个记录学生信息的文件students.dat，该文件里每
个“纪录”对应于以下结构：
struct Student{
char szName[20];
unsigned nId;
short nGender; //性别
short nBirthYear, nBirthMonth, nBirthDay;
float fGPA;
};
下面的程序先读取前例提到的students.txt中的学生信息，然后将这些信息写入
students.dat中。接下来再打开students.dat，将出生年份在1985年之后的学生记录提取出
来，写到另一个文件 students2.dat中去。

用 fseek 改变文件当前位置

文件是可以随机读写的，即读写文件并不一定要从头开始，而是直接可以从文件的任意
位置开始读写。比如，可以直接读取文件的第200个字节，而不需将前面的199个字节都读一
遍。同样，也可以直接往文件第1000个字节处写若干字节，覆盖此处原有内容。甚至可以先
在文件的第200字节处读取100字节，然后跳到文件的第1000字节处读取20字节，然后再跳到
文件的第20字节处写入30字节。这就叫“随机读写”。然而，前面提到的那些文件读写函数，
都没有参数能够指明读写是从哪个位置开始，这又是怎么回事呢？
答案是：所有的文件读写函数，都是从文件的“当前位置”开始读写的。文件的“当前
位置”信息保存在文件指针指向的 FILE结构变量中。一个文件在以非 “添加”方式打开，
尚未进行其他操作时，其“当前位置”就是文件的开头；以添加方式打开时，其“当前位置”
在文件的末尾。此后调用读写函数读取或写入了n个字节，“当前位置”就往后移动n个字节。
如果“当前位置”到达了文件的末尾，那么文件读取函数再进行读操作就会失败。
注意，文件开头的“当前位置”值是0，而不是1。
综上所述，要实现随机读写，前提是能够随意改变文件的“当前位置”。fseek函数就
起到这个作用。其原型如下：
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
该函数将与stream关联的文件的“当前位置”设为距whence处offset字节的地方。whence
可以有以下三种取值，这三种取值都是在stdio.h里定义的标识符：
SEEK_SET: 代表文件开头
SEEK_CUR: 代表执行本函数前文件的当前位置
SEEK_END: 代表文件结尾处
例如，假设 fp是文件指针，那么：
fseek(fp, 200, SEEK_SET);
就将文件的当前位置设为200，即距文件开头200个字节处；
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fseek(fp, 0, SEEK_SET);
将文件的当前位置设为文件的开头。
fseek(fp, -100, SEEK_END);
将文件的当前位置设为距文件尾部100字节处。
fseek(fp, 100, SEEK_CUR);
将文件的当前位置往后（即往文件尾方向）移动100个字节。
fseek(fp, -100, SEEK_CUR);
将文件的当前位置往前（即往文件开头方向）移动100个字节。
下面的程序，读取文件students.dat中的第4个记录到第10个记录（记录从0开始算），
并将这部分内容写入到第20个记录开始的地方，覆盖原有的内容。
例程 2.16.7.cpp：

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #define NUM 10
 #define NAME_LEN 20
 struct Student{
 char szName[NAME_LEN];
 unsigned nId;
 short nGender; //性别
 short nBirthYear, nBirthMonth, nBirthDay;
 float fGPA;
 };

 int main()
 {
 FILE * fpSrc;
 Student aStu[NUM];
 fpSrc = fopen( "c:\\tmp\\students4.dat", "r+b");
 if( fpSrc == NULL ) {
 printf( "Failed to open the file.");
 return 0;
 }
 fseek( fpSrc, sizeof(Student)* 4 , SEEK_SET);
 fread( aStu, sizeof(Student), 7, fpSrc);
 fseek( fpSrc, sizeof(Student) * 20, SEEK_SET);
 fwrite( aStu, sizeof(Student), 7, fpSrc);
 fclose( fpSrc);
 return 0;
 }

这些是对文件常用的操作，以前研究语法时并没有注意这方面的用法，整理。