资源简介

课题 凯撒密码加密
课时 2课时（90 min）
教学目标 知识目标： （1）理解文件及文件类型指针的概念、文件操作的顺序 （2）掌握打开和关闭文件的方法、读/写文件的基本操作方法 能力目标： 能够编写顺序读/写文件、随机读/写文件的程序 素质目标： 通过凯撒密码加密方法的学习，增强信息安全意识
教学重难点 教学重点：文件的基础知识，打开与关闭文件，文件读/写操作 教学难点：随机读/写文件
教学方法 问答法、讨论法、讲授法、实践法
教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学过程 主要教学内容及步骤
课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务 请同学们结合自己使用电脑的经验，总结文件打开、关闭、读写的操作方法。 【学生】完成课前任务
考勤 【教师】使用文旌课堂APP进行签到 【学生】班干部报请假人员及原因
问题导入 【教师】请同学们扫码观看“文件及文件操作的过程”视频（详见教材），讨论并回答以下问题： 在程序设计中，文件主要分为哪两种？文件的一般操作过程是怎样的？ 【学生】思考、举手回答
传授新知 【教师】讲解文件的基础知识，打开与关闭文件，文件读/写操作 一、文件的基础知识 【教师】介绍文件的分类，C程序通过结构体类型FILE定义指针变量的形式 根据数据的组织形式不同，文件可分为ASCII文件（文本文件）和二进制文件两种类型。无论是哪种类型的文件，C程序系统都会将它看成是由一连串字符组成的字节序列，称为“流（stream）”，并以字节为单位访问，没有记录的界限。输入/输出字符流的开始和结束只由程序控制，而不受物理符号（如回车符）的控制，因此，这种文件被称作“流式文件”。将数据从磁盘文件流向内存的过程称为“输入”，反之，将数据从内存流向磁盘文件的过程称为“输出”。 C程序通过系统提供的结构体类型FILE定义的指针变量来访问文件。结构体类型FILE已在头文件“stdio.h”中定义，所以在对文件进行操作时，用FILE直接定义文件指针变量即可，其定义形式如下： FILE *文件指针变量名; 其中，FILE必须大写，*表示定义的变量是指针类型。例如： FILE *fp; 定义的fp是一个指向FILE类型数据的指针变量。可以使fp指向某一个文件的文件信息区，通过该文件信息区中的信息就可以访问该文件。 二、打开与关闭文件 【教师】多媒体观看“打开与关闭文件”视频（详见教材），让学生了解使用fopen( )函数、fclose( )函数打开和关闭文件的方法 除了标准的输入和输出文件外，其他所有的文件都必须先打开后使用，且使用后必须关闭该文件。库函数fopen( )和fclose( )分别用来打开和关闭文件。 【课堂问答】 【教师】随机邀请学生回答以下问题 请同学们思考，文件使用后不关闭会导致什么后果？ 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答 1．打开文件 调用fopen( )函数的一般形式如下。 fopen("文件名","文件操作方式表示符"); fopen( )函数的返回值是指向文件的指针（文件信息区的起始地址），通常将fopen( )函数的返回值赋给一个指向文件的指针变量。例如： FILE *fp; /*定义一个指向文件的指针变量fp*/ fp=fopen("myfile","r"); /*以只读方式打开当前目录下的myfile文件*/ 当调用函数时，系统会在缓冲区为文件开辟一个文件信息描述区，并将该文件信息描述区（文件结构体变量）的地址赋给指针fp，这样就可以通过fp对文件进行各种操作了。如果文件打开失败，则fopen( )函数返回空指针NULL。 高手点拨 当调用fopen( )函数打开文件时，文件名可包含文件路径。例如，“fp=fopen("c:\\documents\\myfile","w");”表示以写的方式打开c盘下documents文件夹中的myfile文件，并将返回值赋给指针变量fp。 当调用fopen( )函数打开文件时，须指定文件的操作方式，如“只读”“只写”等，具体的操作方式表示符见表8-2所列。 表8-2 文件操作方式表示符 文件操作方式含 义如果指定的文件不存在只读“r” （或“rb”）打开一个文本文件（或二进制文件），只允许读数据出错只写“w” （或“wb”）打开或建立一个文本文件（或二进制文件），只允许写数据建立新文件追加“a” （或“ab”）打开一个文本文件（或二进制文件），并在文件末尾追加数据出错
……（表格其他内容详见教材） 2．关闭文件 调用函数fclose( )的一般形式如下： fclose(fp); 这里的fp是前面定义过的文件指针。关闭成功时返回0，否则返回EOF（ 1）。故可以通过fclose( )函数的返回值判断文件是否正常关闭。例如： if((fp=fclose(fp))!=0) printf("\nerror：fail in file close!"); 关闭文件不仅可以保存数据，还可以释放文件结构体变量所占的存储空间，节省系统资源。 【课堂讨论】 【教师】请学生分组讨论以下问题 请同学们以小组为单位，讨论文件关闭时，能否在fopen( )函数括号内写入当前目录下的文件名，实现文件的关闭？ 【学生】讨论、总结、回答 【教师】总结学生的回答 三、文件读/写操作 【教师】介绍顺序读/写文件、随机读/写文件的概念，涉及到的各类函数 1．顺序读/写文件 在顺序读/写文件时，读/写顺序和数据在文件中的物理顺序是一致的。即在顺序读时，先读文件前面的数据，后读文件后面的数据；在顺序写时，先写入的数据存放在文件的前面，后写入的数据存放在文件的后面。 顺序读/写操作可用库函数实现，它们都包含在头文件“stdio.h”中。常见的顺序读/写文件函数见表8-3所列（详见教材）。 表8-3 顺序读/写文件函数 函 数函数调用形式功 能举 例字符读字符变量=fgetc(文件指针);从指定的文件中读一个字符c=fgetc(fp);字符写fputc(字符量,文件指针fp);将一个字符写入文件中fputc('a',fp);字符 串读fgets(字符数组名,n,文件指针);从指定的文件中读一个长度为n 1的字符串，在末尾加上字符串结束标志'\0'后，送入一个字符数组中fgets(str,n,fp);字符 串写fputs(字符串,文件指针);向文件中写入一个字符串，其中字符串可以是字符串常量，也可以是有赋值的字符数组fputs("China",fp); fputs(str,fp);
……（表格其他内容详见教材） 2．随机读/写文件 前面介绍的对文件的读/写方式都是顺序进行的，即读/写文件只能从头开始顺序读/写各个数据。如果需要从文件的某个位置开始读/写数据，即随机读/写文件，可使用随机定位函数将文件位置指针定位在所要读/写的任意位置。常用的随机定位函数见表8-4所列。 表8-4 随机定位函数 函数原型功 能函数调用形式void rewind(FILE *fpoint);将文件位置指针移至文件起始处rewind(fp);int fseek(FILE *fpoint,long offset,int origin);将文件位置指针移到指定位置fseek(fp,位移量,起始点);long ftell(FILE *fpoint);寻找位置指针的当前位置long n; n=ftell(fp);int feof(FILE *fpoint);判断文件位置指针是否在文件结束位置feof(fp);
对fseek( )函数的参数做以下说明。 （1）“位移量”是移动的字节数，要求位移量是long型数据，以便在文件长度大于64 KB时不会出错。当用常量表示位移量时，要求加后缀“L”。位移量为正，表示文件位置指针向文件尾方向移动；位移量为负，表示向文件头方向移动。 （2）“起始点”为位移量的参考点。其有三种取值：0为“文件开始位置”，1为“当前位置”，2为“文件末尾位置”。C标准制定的起始点的含义见表8-5所列。 表8-5 起始点的含义 起 始 点名 字数字表示文件开始位置SEEK_SET0文件当前位置SEEK_CUR1文件末尾位置SEEK_END2
当文件位置指针在文件末尾时，feof( )函数返回1（非0），否则返回0。 【课堂讨论】 【教师】请学生分组讨论以下问题 请同学们以小组为单位，讨论顺序读/写文件和随机读/写文件各自适用的场景。 【学生】讨论、总结、回答 【教师】总结学生的回答 四、任务实施 【教师】多媒体观看“凯撒密码加密”视频（详见教材），让学生了解凯撒密码加密的代码实现逻辑及实现方法 1．任务分析 设原文件名为file.txt，目标文件名为copy.txt。现要将file.txt文件中的内容加密后复制到copy.txt文件中，须首先将两个文件打开，即调用fopen( )函数以只读方式（“r”）打开file.txt文件，以读写方式（“w+”）打开copy.txt文件；然后读取file.txt文件中的字符，并将字符转换后写入copy.txt文件中；最后输出copy.txt文件中的字符并关闭两个文件。 2．参考程序 ……（详见教材） 3．运行结果 原文件内容如图8-8所示（详见教材），加密后文件的内容如图8-9所示（详见教材），程序运行结果如图8-10所示（详见教材）。 素养之窗 信息安全是一个国家综合国力的体现，也是国民经济健康发展的保障。为加强我国信息安全建设，保障国家和人民的根本利益，我国政府一方面利用市场资源推进信息技术的发展，大力发展自主知识产权，实现信息技术产业化；另一方面加快信息安全立法，制定了《中华人民共和国保守国家秘密法》《中华人民共和国数据安全法》《中华人民共和国个人信息保护法》等相关法律法规。 【课堂问答】 【教师】随机邀请学生回答以下问题 请同学们思考，上述程序中判断指针是否在文件结束位置的代码实现原理是什么？ 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答 【学生】聆听、思考、理解、记录
课堂实训 【教师】介绍课堂实训目的、实训内容，要求学生按照实训要求完成实训任务 一、实训目的 （1）能够使用结构体变量、结构体指针和结构体数组处理程序中的数据。 （2）能够对文件中的数据进行读写操作。 二、实训内容 1．阅读程序，判断运行结果 ……（详见教材） 2．程序填空 （1）程序用于输出年龄最大的人员信息，请填空。 （2）程序用于统计文件中的字符个数，请填空。 ……（详见教材） 3．程序设计 （1）表8-6（详见教材）为某单位招聘考试的结果，请输出总成绩（笔试成绩+面试成绩）最高的考生信息。 （2）当前目录下文本文件score.txt中有6个数据，分别为74、85、97、83、92和60，将这些数的平均值追加到原始数据的后面。 【学生】按要求完成实训内容，并将实训过程中遇到的问题和解决办法记录在表8-7中（详见教材）
课堂小结 【教师】简要总结本节课的要点 本次课介绍了文件的类型，分为ASCII文件（文本文件）和二进制文件两种类型，使用结构体类型FILE定义的指针变量来访问文件。介绍了打开文件的方法，fopen( )函数的语法格式和使用方法，以及调用fopen( )函数打开文件时，指定文件的各类操作方式。介绍了关闭文件的方法，fclose( ) 函数的语法格式与使用方法，以及关闭文件后的返回值。讲解了顺序读/写文件，随机读/写文件涉及到的各类函数。最后通过任务实施，凯撒密码加密，综合运用本次课知识，实现学中练，练中学。 【学生】总结回顾知识点
作业布置 【教师】布置课后作业 请根据本课内容，完成课后习题中的相关习题。 【学生】完成课后任务
教学反思

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