2024-2025-1 20241314 《计算机基础与程序设计》第十三周学习总结
2024-2025-1 20241314 《计算机基础与程序设计》第十三周学习总结
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十三周作业 |
| 这个作业的目标 | |
| 作业正文 | 正文 |
教材学习内容总结
第12章：文件操作
1. 文件的基本概念
- 文件的定义：文件是存储在计算机磁盘上的一组数据。文件可以是文本文件（如
.txt、.c、.h）或二进制文件（如图像、音频等）。 - 文件系统：操作系统对于文件的管理称为文件系统，包括文件的创建、读取、写入和删除操作。有时候文件会以流的形式被访问。
2. 文件操作的基本函数
-
打开文件
- 使用
fopen()函数打开文件：FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);filename是要打开的文件名。mode表示打开文件的模式："r"：只读模式。"w"：写入模式（会清空文件内容或创建新文件）。"a"：附加模式（在文件末尾写入）。"rb"、"wb"、"ab"：读取、写入和附加二进制文件。
- 返回值：成功时返回文件指针，失败时返回
NULL。
- 使用
-
关闭文件
- 使用
fclose()函数关闭文件：int fclose(FILE *stream);- 传入文件指针，成功返回
0，失败返回 EOF。
- 传入文件指针，成功返回
- 使用
-
读取文件
fgetc()：读取一个字符。int fgetc(FILE *stream);fgets()：读取一行字符，直到换行符或文件结束。char *fgets(char *str, int num, FILE *stream);fscanf()：格式化读取数据。int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
-
写入文件
fputc()：写入一个字符。int fputc(int char, FILE *stream);fputs()：写入一行字符串。int fputs(const char *str, FILE *stream);fprintf()：格式化写入数据。int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
3. 文件指针的使用
- FILE 结构体：
FILE是 C 标准库定义的一个类型，用于描述打开的文件。 - 文件指针：通过指针对文件进行操作，例如：
FILE *file = fopen("example.txt", "r"); - 获取文件位置：
ftell()：获取当前文件指针的位置。long ftell(FILE *stream);fseek()：设置文件指针的位置。int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);whence可以是：SEEK_SET：文件开头。SEEK_CUR：当前指针位置。SEEK_END：文件末尾。
4. 错误处理
- 文件操作中的错误：
- 可以使用全局变量
errno来获取错误信息。 perror()函数用于输出错误描述：void perror(const char *str);
- 可以使用全局变量
5. 示例代码
下面是一个简单的文件读取和写入示例：
写入文件的示例：
#include <stdio.h>
int main() {
FILE *fp = fopen("output.txt", "w");
if (fp == NULL) {
perror("Error opening file");
return -1;
}
fprintf(fp, "Hello, World!\n");
fclose(fp);
return 0;
}
读取文件的示例：
#include <stdio.h>
int main() {
FILE *fp = fopen("output.txt", "r");
if (fp == NULL) {
perror("Error opening file");
return -1;
}
char buffer[100];
while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp) != NULL) {
printf("%s", buffer);
}
fclose(fp);
return 0;
}
6. 其他高级特性
- 缓冲区管理：C 的文件流是使用缓冲区进行管理的，这提高了 I/O 操作的效率。
- 随机访问：通过
fseek()和ftell()函数，实现文件的随机读写。
教材学习中的问题和解决过程
- 问 程序中写入文件出现乱码
- 答
-
问题分析
-
-
文件打开模式问题
在case 6（写入文件操作）中，使用"w"模式打开文件。如果文件已经存在，"w"模式会先清空文件原有内容再写入新内容。而在case 7（读取文件操作）中，直接按顺序从文件读取数据期望得到之前写入的内容，但没有考虑到这种清空情况可能带来的不一致等问题，不过这不是导致乱码的直接原因。 -
数据写入和读取的二进制与文本格式问题
程序中使用fwrite和fread进行结构体数据的读写操作，这两个函数是以二进制形式进行数据的输入输出的。而直接用文本编辑器去打开以二进制形式写入的文件，文本编辑器会按照其默认的文本编码方式（比如常见的ASCII、UTF-8等）去解析二进制数据，就会出现乱码情况。因为结构体中的数据比如long型、int型等在内存中的二进制存储格式和文本表示格式（文本编辑器期望的格式）是完全不同的，文本编辑器不能正确解析这些二进制数据并展示成可读的文本形式。-
解决办法
-
-
修改文件打开模式（可选优化）
如果希望保留文件之前的内容，后续写入新内容时追加到文件末尾，可以把case 6中文件打开模式"w"修改为"a"（追加模式）。这样在多次运行写入操作时，之前的数据不会丢失。不过这和乱码问题本身关联性不大，只是一种更好的文件处理方式上的优化。 -
采用文本格式进行读写（关键解决办法）
- 写入文件时转换为文本格式：可以修改
case 6中的写入逻辑，将结构体中的每个成员按照文本格式依次写入文件，例如：
- 写入文件时转换为文本格式：可以修改
if((fp = fopen("student.txt", "w")) == NULL) {
printf("failure to open student.txt!");
exit(0);
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
fprintf(fp, "%ld %s %d %d %d %d %.1f\n", stu[i].id, stu[i].name,
stu[i].score[0], stu[i].score[1], stu[i].score[2],
stu[i].total, stu[i].aver);
}
fclose(fp);
上述代码通过fprintf函数，按照一定的文本格式（用空格等分隔不同成员数据，并换行区分不同的学生记录）将结构体数据转换为文本形式写入文件。
- 读取文件时解析文本格式：相应地，修改case 7中的读取逻辑，使用fscanf函数从文件按文本格式解析数据到结构体中，例如：
if((fp = fopen("student.txt", "r")) == NULL) {
printf("failure to open student.txt!");
exit(0);
}
int i = 0;
while (fscanf(fp, "%ld %s %d %d %d %d %f", &stu[i].id, stu[i].name,
&stu[i].score[0], &stu[i].score[1], &stu[i].score[2],
&stu[i].total, &stu[i].aver) == 7) {
i++;
}
fn = i;
fclose(fp);
这里利用fscanf按照之前写入的文本格式去解析文件中的数据，并存入结构体数组中，从而可以正确地读写文本格式的学生信息文件，避免出现乱码情况，并且能实现数据的持久化存储和后续读取复用等功能。
通过上述对文件读写方式的修改，将二进制读写改为文本格式的读写，就能解决用文本编辑器打开文件出现乱码的问题，同时也能合理地实现学生信息数据的存储和读取操作。
- 问 如何使用指针交换结构体数组里元素的顺序
- 答
- 指针交换的基本原理
- 要交换结构体数组中的元素顺序，可以通过交换指向结构体的指针所指向的内容来实现。在C语言中，结构体变量在内存中有自己的存储空间，而指针可以指向这些结构体变量。通过操作指针，可以方便地交换结构体变量的位置。
- 具体实现步骤
- 以下是一个简单的示例代码，用于交换结构体数组中两个元素的位置：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 定义结构体
typedef struct student
{
long id;
char name[10];
int score[3];
int total;
float aver;
} STUDENT;
// 交换函数
void swap(STUDENT *a, STUDENT *b)
{
STUDENT temp;
// 将a指向的结构体内容复制到temp
temp = *a;
// 将b指向的结构体内容复制到a指向的结构体
*a = *b;
// 将temp中的内容（原来a指向的结构体内容）复制到b指向的结构体
*b = temp;
}
- 在上述代码中，
swap函数接受两个指向STUDENT结构体的指针a和b。首先，创建一个临时的STUDENT结构体变量temp，然后将*a（a所指向的结构体）的内容复制到temp中。接着，将*b（b所指向的结构体）的内容复制到*a中，最后将temp中的内容（原来*a的内容）复制到*b中，从而实现了两个结构体内容的交换。
- 在排序算法中的应用（以冒泡排序为例）
- 假设要对一个
STUDENT结构体数组stu进行排序，可以使用冒泡排序算法结合上述的交换函数来实现。以下是一个简单的示例代码：
- 假设要对一个
void bubbleSort(STUDENT stu[], int n)
{
int i, j;
for (i = 0; i < n - 1; i++)
{
for (j = 0; j < n - i - 1; j++)
{
// 根据某个条件比较两个结构体元素，这里假设按照total成员排序
if (stu[j].total > stu[j + 1].total)
{
swap(&stu[j], &stu[j + 1]);
}
}
}
}
- 在这个冒泡排序函数
bubbleSort中，通过两层循环遍历结构体数组stu。在内层循环中，比较相邻的两个结构体元素（通过stu[j].total和stu[j + 1].total比较，这里假设按照total成员进行排序）。如果满足交换条件（这里是前一个元素的total大于后一个元素的total），就调用swap函数交换这两个结构体元素的位置。经过多次循环，数组中的结构体元素就会按照total成员的升序（在这个例子中）排列。
基于AI的学习
