南京邮电大学高级语言程序设计实验六（结构体与文件实验）

零、相关简介

C语言中的结构体与文件实验主要涉及到结构体的定义和使用，以及文件的读写操作。这个实验的目的是帮助学生熟练掌握结构体数据类型的概念和使用方法，同时掌握文件的基本操作。

结构体是C语言中一种构造数据类型，允许将多个不同类型的数据项存储为一个单元。例如，在处理学生信息时，可以将学号、姓名、成绩等不同种类的数据组合在一起，形成一个新的数据结构来表示一个学生[¹]。这种设计不仅方便了数据的组织和管理，还提高了程序的可读性和易维护性。

在文件操作方面，C语言提供了丰富的函数来进行文件的打开、关闭、读取、写入等操作。这些操作可以分为文本文件操作和二进制文件操作，二者在数据的存储和读取方式上有所不同。通过文件操作，可以持久保存数据，并在需要时重新加载，这对于数据处理和存储非常关键[²]。

具体到实验内容，通常要求学生定义一个结构体类型来存储如学生的个人信息和成绩，然后使用数组或链表来管理多个学生的信息。在此基础上，实现添加、删除、修改学生信息的功能，并能够将数据保存到文件中，或从文件中读取数据[³][⁴]。这不仅考验了学生对结构体和文件操作的理解，也锻炼了他们综合运用C语言解决问题的能力。

总的来说，C语言的结构体与文件实验是帮助学生理解和掌握复杂数据结构和文件操作的重要环节。通过这一实验，学生不仅能深入了解结构体在数据组织中的作用，还能学会如何利用文件操作进行数据的持久化存储。这些技能对于未来从事软件开发工作至关重要，值得每位学习者认真学习和实践。

一、 实验目的和要求

（1）掌握结构体类型以及结构体变量的定义与使用。
（2）综合运用结构体、数组、指针等知识，解决相关问题。
（3）会正确定义FILE*指针，掌握文件操作从打开、读写到关闭的完整过程。
（4）理解文本文件和二进制文件的区别和不同的读写方式。

二、实验环境(实验设备)

硬件: 微型计算机
软件: Windows 操作系统、Microsoft Visual Studio 2010

三、实验原理及内容

实验题目（1）【见实验教材实验八的题目3】：

编写程序exp8_3.c，验证用户输入的日期格式是否正确，如果不正确，则提示重新输入，直到重新输入正确为止。（提示：需要定义一个表示日期的结构体类型struct Date，包括年、月、日信息,并用typedef重新定义新类型名Date；检查日期是否有效，定义为函数int checkDate(Date date)）。

实验解答：

① 源程序代码如下：

#include 
struct Date
{
	int year;
	int month; 
	int day;
};
typedef struct Date Date;
int checkData(Date date)
{
	if (date.year < 1900 || date.year>2018)
	{
		return 0;
	}
	if (date.month < 1 || date.month>12)
	{
		return 0;
	}
	if (date.month == 1 ||
		date.month == 3 ||
		date.month == 5 ||
		date.month == 7 ||
		date.month == 8 ||
		date.month == 10 ||
		date.month == 12  )
	{
		if (date.day < 1 || date.day > 31)
		{
			return 0;
		}
	}
	else if (date.month == 4 ||
			date.month == 6 ||
			date.month == 9 ||
			date.month == 11)
	{
		if (date.day < 1 || date.day > 30)
		{
			return 0;
		}
	}
	else
	{
		if (date.year % 4 == 0 && date.year % 100 != 0 || date.year % 400 == 0)
		{
			if (date.day < 1 || date.day > 29)
			{
				return 0;
			}
		}
		else
		{
			if (date.day < 1 || date.day > 28)
			{
				return 0;
			}
		}
	}
	return 1;
}

int main()
{
	Date date; int flag;
	do
	{
		printf("please input date!\n");
		scanf_s("%d%d%d", &date.year, &date.month, &date.day);
		flag = checkData(date);
		if (flag)
		{
			printf("The date is valid!\n");
		}
		else
		{
			printf("Invalid date!\n");
		}
	} while (!flag);
	return 0;
}

② 运行程序时，依次输入下面的几组年月日数据作为测试用例，观察程序的运行情况

测试用例	输入的原始数据	需要重新输入或你的输出结果

用例1	2002  4  31	please input date!
2002  4  31
Invalid date!
please input date!
用例2	1809  12  3	please input date!
1809  12  3
Invalid date!
please input date!
用例3	2020  5  4	please input date!
2020  5  4
Invalid date!
please input date!
用例4	2000  2  29	please input date!
2000  2  29
The date is valid!
用例5	1908  14  23	please input date!
1908  14  23
Invalid date!
please input date!
用例6	2003  11  -8	please input date!
2003  11  -8
Invalid date!
please input date!
用例7	1996  2  31	please input date!
1996  2  31
Invalid date!
please input date!
用例8	1996  5  19	please input date!
1996  5  19
The date is valid!

实验题目（2）【见实验教材实验九的题目1】：

编写程序exp9_1.c ，从键盘读入一系列字符并以“#”结束，将读入的字符（不包括#号）存入文本文件D:\f1.txt中，再从该文件读取内容，并在显示器上原样显示。

实验解答： 写出完整的源程序代码并做适当注释：

#include
#include
void writeFile(int ch, FILE* fp);
void readFile(int ch, FILE* fp);
int main()
{
	FILE* fp; 
	char ch = 0;
	fp = fopen("D:\\f1.txt", "w+");
	if (fp == NULL)   
	{
		printf("file error\n");
		exit(1);
	}
	writeFile(ch, fp);
	rewind(fp);
	readFile(ch, fp);
	fclose(fp);
	return 0;
}
void writeFile(int ch, FILE* fp)      
{
	printf("Please enter a string of characters ending with #:\n");
	ch = getchar();
	while (ch != '#')
	{
		fputc(ch, fp);
		ch = getchar();
	}
}
void readFile(int ch, FILE* fp)       
{
	while ((ch = fgetc(fp)) != EOF)
	{
		putchar(ch);
	}
	printf("\n");
}

实验题目（3）【见实验教材实验九的题目2】：

某班有学生若干名（不超过40名），其信息的组织采用如下的结构体定义。编写程序exp9_2.c，完成要求的功能。

struct Student
{
	char ID[20];
	char name[30];
	int age;
	double score;
};

1. 从键盘读入该班级学生的信息。
2. 将所有的学生信息存入D:\Info.dat文件中、关闭该文件，建立文件定义函数CreateFile实现。
3. 另写一个函数ReadOut，将D:\Info.dat文件中的信息读入到内存，并依次输出到显示器上，该函数由main函数调用。
4. 编写函数Sort，实现按成绩由高到低将学生记录进行排序并输出排序后的结果。
5. 文件读写采用二进制读写（fread、fwrite）方式。

实验解答：

①请写出完整的源程序代码并做适当注释：

#include
#include
struct Student
{
	char ID[20];
	char name[30];
	int age;
	double score;
};
typedef struct Student Stu;
#define N 50
void CreateFile(Stu [],int n,FILE *fp);
void ReadOut(Stu [],int n,FILE *fp);
void Sort(Stu [],int len);
int main()
{
	int n,i,x;
	Stu stu[N];
	FILE *fp=NULL;                       
	do
	{
		printf("Please input the number of students:\n");
	    scanf("%d",&n);
	}while(n<1||n>40);
	for(i=0;i<n;i++)
	{
		x=i+1;
		printf("%d(ID name age score):\n",x);
		scanf("%s%s%d%lf",stu[i].ID,stu[i].name,&stu[i].age,&stu[i].score);
	}
	CreateFile(stu,n,fp);
	printf("before being sorted:\n");
	ReadOut(stu,n,fp);
	printf("after being sorted:\n");
    Sort(stu,n);
	return 0;
}
void CreateFile(Stu stu[],int n,FILE *fp)
{
	fp=fopen("D:\\Info.dat","wb+");
	if(fp==0)                       //文?件t打䨰开a后¨®需¨¨判D断?是º?否¤?正y确¨¡¤
	{
		printf("file error\n");
		exit(1);
	}
	fwrite(stu,sizeof(Stu),n,fp);
	fclose(fp);
}
void ReadOut(Stu stu[],int n,FILE *fp)
{
	int i=0;
	fp=fopen("D:\\Info.dat","rb");
	if(fp==0)                       //文?件t打䨰开a后¨®需¨¨判D断?是º?否¤?正y确¨¡¤
	{
		printf("file error\n");
		exit(1);
	}
	fread(&stu[i],sizeof(Stu),n,fp);
	for(i=0;i<n;i++)
		printf("%s %s %d %.2f\n",stu[i].ID,stu[i].name,stu[i].age,stu[i].score);
	fclose(fp);
}
void Sort(Stu stu[],int len)
{
	int i,k,index;
	Stu temp;
	for(k=0;k<len-1;k++)
	{
		index=k;
		for(i=k+1;i<len;i++)
			if(stu[i].score>stu[index].score)
				index=i;
		if(index!=k)
		{
			temp=stu[index];
			stu[index]=stu[k];
			stu[k]=temp;
		}
	}
	for(i=0;i<len;i++)
		printf("%s %s %d %.2f\n",stu[i].ID,stu[i].name,stu[i].age,stu[i].score);
}

② 运行程序，你从键盘输入的内容以及屏幕显示的结果如下：

Please input the number of students:

3
1(ID name age score):
101 a 19 90
2(ID name age score):
102 b 18 99
3(ID name age score):
103 y 20 78
before being sorted:
101 a 19 90.00
102 b 18 99.00
103 y 20 78.00
after being sorted:
102 b 18 99.00
101 a 19 90.00
103 y 20 78.00
请按任意键继续. . .

四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议、实验出错信息及解决方案等）

（一）实验中遇到的主要问题及解决方法

验证日起合法性的判断条件，太繁琐。看书上的例题后找到可以将月份的天数存入数组。

（二）实验心得

对于文件的操作还应该继续熟悉与拓展。
多上机调试。

（三）意见与建议（没有可省略）