Linux操作系统—标准IO库(3)(2015-8-5)

分类：Linux操作系统

二进制IO和定位流

二进制I/O也称直接I/O，一个一个对象的I/O，面向记录的I/O或面向结构的I/O。每次I/O操作读取或写一定数量的对象，而每个对象具有指定的长度。常用于二进制文件中读或向二进制文件中写一个结构。

读取二进制流

使用fread函数可以进行二进制数据的读取。

#include <stdio.h>
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nitems, FILE *stream);

函数fread的各参数和返回值的含义如下：
1. ptr：输入缓存
2. size：数据块的大小
3. nitems：数据块的个数
4. stream：流文件指针
5. 返回值：返回实际读取到的数据块的个数。如果次数字小于nitems，则表示出错或到达文件尾端，应调用ferror或feof以判断究竟是哪一种情况

这个函数参数有点多，还是找一个使用的例子来看看

nRead = fread(buf, sizeof(unsigned char), BUFFSIZE, fpIn);

这一小段代码的作用是：调用fread函数从源文件中读取BUFFSIZE各字节。fpIn是源文件的流指针，BUFFSIZE是数据块的个数，sizeof(unsigned char)是数据块的大小，也即是一个字符的大小，buf是输入的缓存，也即是fread读取的数据存放的地方。fread返回的是实际读取的字符数，该数值被记录在了变量nRead中。
实际读取的数据块的个数nRead如果小于预定的BUFFSIZE，则表示出错或者到达文件尾端，应调用ferror或feof以判断究竟是哪中情况。

写二进制流

使用fwrite函数可以进行二进制数据块的输出。

#include <stdio.h>
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nitems, FILE *stream);

函数fwrite的各参数和返回值的含义如下：
1. ptr：待输出的数据的
2. size：数据块的大小
3. nitems：数据块的个数
4. stream：流文件的指针
5. 返回值：返回实际输出的数据块的个数，如果小于nitems，则表示出错。

总结这两个函数（不严谨，但可以这样区分两者）：
- fread：从stream流中读取数据存入ptr中
- fwrite：从ptr总读取数据存入stream中

二进制I/O的常见用法

读或写一个二进制数组。例如：

float data[10]
...
if (fwrite(&data[2], sizeof(float), 4, fp) !=  4)printf("fwrite error.\n");

这段代码调用fwrite向文件流写入data数组从第3个元素起的连续4个元素，每个数据块的大小为一个元素（一个浮点数）的大小，如果写入的元素个数不为4，则说明发生了错误。

读或写一个结构。此时，指定size为结构体的大小，nitems指定为1。例如：

struct {short count;long total;char name[NAMESIZE];
}item;
...
if (fwrite(&item, sizeof(item), 1, fp) != 1)printf("fwrite error");

这段代码盗用fwrite向文件流写入结构体变量item，数据块为1，返回值如果不为1，则说明发生了错误。

以上二者的结合。如：向一个结构体数组内写数据。

二进制I/O实践篇

目标：实现简单的问价复制功能

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define     BUFFSIZE    80  int main(int argc, char *argv[])
{FILE *fpIn, *fpOut;int nRead, nWrite;unsigned char buf[BUFFSIZE];if (argc != 3){         /* 如果从命令行传递过来的参数的个数不是3个 */                                          printf("Usage : %s <source_file> <destination_file>\n", argv[0]);return -1;}/* 如果要被复制的文件无法打开被读取 */if ((fpIn = fopen(argv[1], "r")) == NULL){printf("Cannot open file [%s] for reading.\n", argv[1]);return -1;}/* 如果复制过来的新文件无法打开被写入 */if ((fpOut = fopen(argv[2], "w")) == NULL){printf("Cannot open file [%s] for writing.\n", argv[2]);return -1;}/* 当要被复制的文件没有到达文件尾时 */while (!feof(fpIn)){nRead = fread(buf, sizeof(unsigned char), BUFFSIZE, fpIn);if (nRead < BUFFSIZE){if (ferror(fpIn)){              /* 如果读取出错了 */printf("Copy failed.\n");break;}}if (nRead > 0){                     /* 进行复制操作 */nWrite = fwrite(buf, sizeof(unsigned char), nRead, fpOut);if (nWrite != nRead){           /* 如果复制出错了 */printf("Copy failed.\n");break;}}}fclose(fpOut);                          /* 将文件关闭 */fclose(fpIn);return 0;
}

编译并运行

biantiao@lazybone1994-ThinkPad-E430:~/桌面$ gcc -o ioCopy ioCopy.c
biantiao@lazybone1994-ThinkPad-E430:~/桌面$ ./ioCopy
Usage : ./ioCopy <source_file> <destination_file>
biantiao@lazybone1994-ThinkPad-E430:~/桌面$ ./ioCopy a.txt b.txt
Cannot open file [a.txt] for reading.
biantiao@lazybone1994-ThinkPad-E430:~/桌面$ touch a.txt
biantiao@lazybone1994-ThinkPad-E430:~/桌面$ ./ioCopy a.txt b.txt
biantiao@lazybone1994-ThinkPad-E430:~/桌面$ ls
a.txt  b.txt  ioCopy  ioCopy.c
biantiao@lazybone1994-ThinkPad-E430:~/桌面$

你可以发现参数argv[0]不是ioCopy而是./ioCopy，如果你不想在运行时加入./，就把ioCopy程序文件放入bin目录下好了。

定位流

可以调用fseek来定位流文件的读写指针。

#include <stdio.h>
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

函数fseek的各参数和返回值的含义如下：
1. stream：流文件的指针
2. offset：位移量
3. whence：指定位移量相对于何处开始。whence可以取如下三个常量

SEEK_SET：文件开始位置
SEEK_CUR：文件指针当前位置
SEEK_END：未见结束位置

4 返回值：成功返回0，失败返回-1，错误记录在errno

一次成功的调用ftell()会清除流结束标志，并会撤销已调用的ungetc()对流的影响。调用rewind()函数可以将一个流的读写指针设置到文件的起始位置。其原型如下：

#include <stdio.h>
void rewind(FILE *stream);

该函数的唯一参数是已打开流的流文件指针。调用rewind(fp)基本等同于调用fseek(stream, 0L, SEEK_SET)。稍微不同的是，rewind函数将在读写指针设置到文件的起始位置时同时会将出错指示errno清0
调用ftell()函数可以获得一个流的读写指针的当前位置。该函数的原型如下：

#include <stdio.h>
long ftell(FILE *stream);

该函数返回读写指针当前相对于文件起始位置的位移量；若出错，则返回-1，错误记录在errno中。

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