数据结构(c语言版)课件 第九章 文件 (严蔚敏、吴伟民编 清华大学出版社)

对散列文件的的随机存取效率很高，对于关键 字值等于给定值的记录的访问，可以直接由散列函数 及冲突处理方法求得在外存上的存储位置，从而方便 地对它存取。但散列文件不适宜顺序存取和成批处理。
数据文件是带有结构的、性质相同的记录的集合。 每个记录由若干个数据项组成，数据项是最基本的不可分割 的数据单位，也是文件中可以操作的最小数据单位。本章介 绍的就是数据文件的组织结构及其处理方式。



关键字 能够标识文件中记录的数据项称为关 键字，能够唯一标识记录的关键字称为主关键字，否 则为次关键字。
第9章 文件

本章中介绍下列主要内容： 文件的基本概念 常用的文件操作 文件的组织结构以及文件的不同组
织方式的特点
文件的基本概念 9.2 文件的操作 9.3 文件的组织
9.1
9.1 文件的基本概念

文件 文件是存储在外部介质上的由大量性质相同的 记录组成的集合。按其记录的类型不同可以分为两类：程序 文件和数据文件。 程序文件是一维的、连续的、无结构的字符序列， 可以看成是由一条无结构的记录组成的文件。

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记录的逻辑结构 是指文件的记录在用户或应用 程序员面前逞现的方式，是对数据间的客观联系的一 种表示，是用户对数据的存取方式。 记录的物理结构 是指文件中的记录在物理存储 介质上的存储方式，是数据的物理表示和组织。根据 不同的需要、设备本身的特性及操作系统中的文件系 统，记录的物理结构可以有不同的表示和组织方法。
物理记录 是计算机用一条I/O命令进行读写的 基本数据单位，对于确定的设备和操作系统，它的大 小基本上是固定不变的。



物理记录与逻辑记录的关系 物理记录与逻辑
记录之间有三种可能的关系，分别为一个物理记录中 存放一个逻辑记录、一个物理记录中存放多个逻辑记 录、多个逻辑记录存储于一个物理记录中。 文件的存取 文件存储在外部介质上，所以对

文件的存取要通过访问外存储介质来实现。外存储介
质的共同特点是存储容量大，存取速度慢。以目前使 用最为广泛的磁盘存储器为例，读写磁盘上的信息，
首先要经过选定柱面、选定磁道、选定扇区（即物理
记录）三步机械定位动作，然后才能通过磁头读写盘 片上的信息。

此外，主机对外存储介质上的数据不能直接进行存
取，要读取外存储介质上的数据，首先要通过通道把 数据读到内存的一个指定区域（缓冲区）中，然后从 缓冲区中读取有关的数据。写操作的过程则相反，先 将内容写到缓冲区中，然后通过通道将缓冲区中的数 据写到外存储介质上。外存储介质上的数据存取时间 往往比主机对数据进行处理的时间花费大，所以对外 存储介质上的数据处理常常以访问外存储介质次数的 多少作为衡量其数据结构及其算法质量的标准。节省 存取时间的有效方法是：在每次访问外存储介质时， 传送批量的数据，从而减少访问外存储介质的次数。

由于顺序文件中记录的物理次序与逻辑次序是 一致的，所以适宜于顺序存取（即存取一个记录之后 接着存取其后继记录）和批量处理。但是对顺序文件 中记录的随机存取效率很低。

2．散列文件 散列文件类似于哈希表，即根据文件中的关键
字特点设计一种哈希函数（也叫作散列函数）和处理
冲突的方法来确定记录的存储位置，将记录散列在存 储介质上，这样的文件被称作散列文件。散列文件是 一种随机组织方式。

2．文件的修改
文件的修改操作包括插入一条记录、删除一条
记录和更新一条记录三种操作。
9.3 文件的组织

文件在存储介质（如磁盘或磁带）上的组织方 式称为物理结构。常用的文件组织方式有三种基本形 式：顺序组织、随机组织和链组织。

1．顺序文件 顺序文件的记录是按其在文件中的逻辑顺序 依次存入存储介质的。它是一种顺序组织方式。
9.2 文件的操作

在这里讲述的文件操作主要是指对文件中数据的操 作。其基本操作有：文件的读操作和写操作，这两种操作与 具体的设备及操作系统有关，在此我们假定有专门的程序完 成其功能。除此之外，还可以对文件进行检索和修改。

1．文件的检索 文件的检索有下列三种方式： 顺序存取：存取下一个每个记录。 随机存取：存取第i个逻辑记录。 按关键字存取：查询一个或一批关键字与给定 值相关的记录。