文件数据处理基础.pdf

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文件数据处理基础

第 6 章 文件数据处理基础 6.1 数据的层次结构和文件概念 6.1.1 数据的层次结构 在计算机程序设计的过程中,必须根据需要解决的实际问题选择与之相适应的数据组织方式。 计算机程序设计中所涉及到的数据不但有以计算机系统内存储器为依托的简单变量、数组、构造数 据类型数据对象等,而且还有以计算机系统外存储器为载体的数据对象,如:字符、记录、文件、 数据库等等,计算机程序设计所涉及数据的层次结构如图 6.1 所示。 简单变量 依赖于内存的数据 构造类型变量 数据 基本数据元素 依赖于外存的数据 文件 数据库 图6.1 数据的层次结构 对于依赖于计算机系统内存的数据可以称之为内存数据,对其的使用只能通过计算机程序在计 算机系统的内存储器中进行,这类数据的生存周期最多与程序的运行时间相当。内存数据的主要优 点是处理速度快;主要的缺陷则有:信息容量差、再现性能差、保存功能低以及共享能力弱等。 对于依赖于计算机系统外存储器的数据可以称之为外存数据,外存数据克服了内存数据对程序 完全依赖的弱点,其主要特点是:信息容量大、再现能力强、能够长期保存以及提供较强的共享功 能等,从而大大提到了计算机系统数据处理的能力。 虽然内存数据与外存数据相比较有许多弱点,但在外存储器中的数据是不能被计算机系统处理 的,任何数据能够被处理的首要条件是进入计算机系统的内存储器。所以,外存数据必须与内存数 据配合才能得到应用。 6.1.2 文件的基本概念和文件数据类型 1.文件的基本概念 文件是具有一个有名字的、存储在某种介质上的、相关信息的集合。这些信息可以是一批二进 制数、一组数据、一个程序,也可以是其他信息形式,如:图形、图象、声音等等。在计算机应用 中文件概念具有更广泛的意义,它甚至包含所有的计算机外部设备,这样的文件称为“设备文件”。 对于结构化程序设计语言而言,文件是其处理的最重要的外部数据,通过在程序设计中使用文件可 以达到两个主要 目的:一是将数据永久地保存在计算机外部存储介质上,使之成为可以共享的信息, 即通过文件系统与其他信息处理系统联系;二是可以进行大量的原始数据的输入和保存,以适应计 算机系统在各方面的应用。 文件按照不同的分类原则可以有不同的分类方法,主要有以下几种分类方法: (1) 按文件的结构形式分类。 ① 二进制文件。二进制文件是把内存中的数据按其在内存中的存储形式原样存放到计算机外部 存储设备,这类文件可以节省计算机外存空间。例如一个文件的元素是整数 10000,按字符存放至 少 5 个字节,但按二进制数据存放只占四个字节。通常这类文件主要用于计算机内部,或者是作为 中间结果数据暂时存放于计算机外部存储器。 ② 文本文件。文本文件是全部由字符组成的具有行列结构的文件,即文件的每个元素都是字符 或换行符。由于文件每个元素都是用 ASCII 码来表示的,所以文本文件又称为 ASCII 码文件。例如 整数 127 如果按字符(ASCII 码)形式存储则占 3 个字节:49、50、55。由于 ASCII 码形式字符一 个字节代表一个字符,因而一般会占用较多的存储空间,但便于对数据的逐字节(字符)处理。 (2) 按文件的读写方式分类。 ① 顺序存取文件。C 语言中将文件看成是一个字符流,并不考虑其存储时的界限。C 语言中对 文件的读写是以字符或字节为单位,输入输出数据流的开始和结束都受程序的控制而不是受回车换 行符的控制。这种文件一般称之为“流式文件”。向顺序文件写入数据时,首先要打开顺序文件并将 文件指针置于文件的开头,然后将输出数据按一个文件元素一个文件元素的顺序写入文件中。从顺 序文件中读取数据时,也要首先打开顺序文件并将其文件指针置于文件的开头,然后将文件元素一 个一个地顺序从文件中读入系统内存。 ② 随机存取文件。具有随机读写功能的文件称为随机存取文件。在随机文件中,对文件任一元 素的读写不必象顺序文件那样从头开始

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